【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂，具体涉及一种caga-ldh-生物炭复合催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、现代世界离不开矿热产品，矿热冶炼行业包括煤化工、磷化工、有色冶炼等，但这些生产过程中都会有大量的co尾气产生，给环境造成了一定的负担。处理这些矿业冶炼行业尾气的最理想方式是对其进行资源化利用，但尾气中除可利用的co外，还存在多种有毒有害气体，如h2s、hcn、cos和cs2等。这些有毒有害气体会腐蚀设备和管道，并且会使羰基合成过程中的催化剂中毒，难以净化的同时还会降低co的利用率，对它们进行有效去除是矿热冶炼行业亟待解决的问题。
2、现有技术中，常用的脱硫催化剂如氧化锌脱硫剂，受到动力学的影响，在常温条件下的脱硫活性非常低，很难再生；氧化铁脱硫剂则是受到热力学条件限制，脱硫精度较低，并不适用于精脱硫；氧化钙脱硫剂的反应速率较慢，脱硫效率低。领域内新兴材料的脱硫催化性能也并不尽人意，如由层状结构的阳离子层和内层阴离子组成的层状双金属氢氧化物(ldh)，具有碱性、热稳定性和记忆效应、组成与结构的可调控性的性能；其中碱性有碱催化性能，可以去除酸性气体；记忆效应可使催化剂再生。因此ldh所表现出的阴离子可交换性、催化性能以及吸附性能等特点赋予其众多领域的应用，如作为离子交换剂、污水处理剂、催化剂等；但因ldh易发生团聚，其在实际应用中并不能取得理想的效果。生物炭则是有着丰富的官能团、良好的孔隙结构以及机械强度，而且生物炭主要存在微孔结构，可以有效地吸附气体，这对脱除h2s、cos和cs2有较大的帮助；然而单一的生物炭脱硫能
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中所使用的脱硫剂活性低、难以再生、效率低、无法适用于精脱硫等缺陷，从而提供一种caga-ldh-生物炭复合催化剂及其制备方法和应用。
2、为此，本专利技术提供了如下技术方案。
3、本专利技术提供一种caga-ldh-生物炭复合催化剂的制备方法，包括如下步骤：s1：配制钙盐、镓盐混合溶液，与生物炭混合，水热反应，期间调ph至8～10，得到复合浆料；s2：将s1中得到的复合浆料产物分离，烘干，得到复合催化剂前驱体；s3：煅烧s2中得到的复合催化剂前驱体，得到caga-ldh-生物炭复合催化剂；其中，煅烧的升温速率为2～30℃/min。
4、优选的，钙盐质量为生物炭质量的50％～150％。
5、可选的，钙盐中钙离子与镓盐中镓离子的摩尔比为1:0.1～1.5。
6、优选的，钙盐中钙离子与镓盐中镓离子的摩尔比为1:1。
7、优选的，水热反应温度为70～100℃，反应时间为1～4h。
8、优选的，所述步骤s1中，水热反应期间调ph至9。
9、可选的，步骤s3中，煅烧的温度为400～600℃，时间为0.5～3h。
10、优选的，煅烧的温度为450～550℃，时间为1～1.5h，升温速率为3～7℃/min。
11、可选的，所述生物炭由生物质热解得到，所述生物质包括农业生物质，林业生物质，动物粪便，固体废物中的至少一种。
12、优选的，所述生物质为碱蓬草。
13、可选的，热解的温度为600～900℃，时间为1～3h，气氛为氮气、惰性气体中的至少一种。
14、优选的，热解的温度为750～850℃，时间为1.5～2.5h，气氛为氮气。
15、优选的，在热解前，还包括将生物质清洗、晾干、粉碎、过筛的步骤，所述过筛步骤得到的生物质粒径目数≥80目。
16、优选的，所述步骤s2中，烘干的温度为110～120℃。
17、优选的，所述步骤s2中，分离时包括清洗的操作，所使用的清洗剂包括乙醇、去离子水中的至少一种。
18、优选的，述钙盐包括硝酸钙，硫酸钙，氯化钙中的至少一种。
19、优选的，所述镓盐包括硝酸镓，硫酸镓，氯化镓中的至少一种。
20、优选的，调节ph时使用的溶液包括氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钾溶液、碳酸钠溶液、尿素溶液、氨水中的至少一种。
21、本专利技术提供的caga-ldh-生物炭复合催化剂的制备方法，具体包括如下步骤：
22、(1)取生物质，用去离子水清洗至外观无杂质，在室温下自然晾干，后剪碎成段，使用粉碎机粉碎，过80目筛，得到粒径目数≥80目的生物质粉末，密封保存；取生物质粉末，用烧舟承载装置放置于管式炉中进行热解，通入流速为150～200sccm的氮气或惰性气体，使管式炉以2～10℃/min升温至600～900℃，保温1～3h，后自然冷却至室温，得到生物炭。
23、(2)称取钙盐、镓盐溶于去离子水，与(1)中得到的生物炭混合，钙盐质量为生物炭质量的50％～150％，钙盐中钙离子与镓盐中镓离子的摩尔比为1:0.1～1.5，室温下磁力搅拌0.5～2h；后放入恒温水浴锅中，80～100℃下恒温1～4h，并同时用碱溶液调节ph至8～10，得到复合浆料；
24、(3)将(2)中得到的复合浆料离心，离心期间用清洗剂对复合浆料反复洗涤，清洗剂包括乙醇、去离子水中的至少一种，将得到的固体在110～120℃下烘干，得到复合催化剂前驱体；
25、(4)在管式炉中煅烧(3)中得到复合催化剂前驱体，使管式炉以2～30℃/min升温至400～600℃，保温0.5～3h，后自然冷却至室温，得到caga-ldh-生物炭复合催化剂。
26、本专利技术提供一种上述制备方法制得的caga-ldh-生物炭复合催化剂。
27、本专利技术提供一种上述caga-ldh-生物炭复合催化剂在烟气脱酸性气体中的应用。所述酸性气体包括硫化氢，羰基硫，二硫化碳，二氧化硫，二氧化碳，二氧化氮，氯化氢等。
28、本专利技术的有益效果有：
29、本专利技术提供的caga-ldh-生物炭复合催化剂的制备方法，包括如下步骤：s1：配制钙盐、镓盐混合溶液，与生物炭混合，水热反应，期间调ph至8～10，得到复合浆料；s2：将s1中得到的复合浆料产物分离，烘干，得到复合催化剂前驱体；s3：煅烧s2中得到的复合催化剂前驱体，得到caga-ldh-生物炭复合催化剂；其中，煅烧的升温速率为2～30℃/min。本制备方法步骤简单，水热过程中发生共沉淀反应将caga-ldh一步合成到生物炭上；所使用的原料安全，避免了强酸强碱的使用。使用共沉淀能够使caga-ldh在生物炭上负载更加均匀，分散性也更好。所述步骤s1中，水热反应期间调ph至8～10，通过调节ph，避免ca(oh)2和ga(oh)3杂质的形成，增加了催化剂的活性位点。所述步骤s3中，煅烧的升温速率为2～30℃/min，保持了制备过程中生物炭的完好。所制得的caga-ldh-生物炭复合催化剂具有微介孔，比表面积、孔容、孔径较大，热稳定性强，去除酸性气体的能力也大大增强。生物炭具有孔隙结构比表面积较高，表面官能团本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种CaGa-LDH-生物炭复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，钙盐质量为生物炭质量的50％～150％；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，水热反应温度为70～100℃，反应时间为1～4h；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，煅烧的温度为400～600℃，时间为0.5～3h；优选的，煅烧的温度为450～550℃，时间为1～1.5h，升温速率为3～7℃/min。
5.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述生物炭由生物质热解得到，所述生物质包括农业生物质，林业生物质，动物粪便，固体废物中的至少一种；优选的，所述生物质为碱蓬草。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，热解的温度为600～900℃，时间为1～3h，气氛为氮气、惰性气体中的至少一种；优选的，热解的温度为750～850℃，时间为1.5～2.5h，气氛为氮气；
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，烘干的温度
8.根据权利要求1至7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述钙盐包括硝酸钙，硫酸钙，氯化钙中的至少一种；
9.一种权利要求1至8任一项所述的制备方法制得的CaGa-LDH-生物炭复合催化剂。
10.权利要求9所述的CaGa-LDH-生物炭复合催化剂在烟气脱酸性气体中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种caga-ldh-生物炭复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，钙盐质量为生物炭质量的50％～150％；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，水热反应温度为70～100℃，反应时间为1～4h；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，煅烧的温度为400～600℃，时间为0.5～3h；优选的，煅烧的温度为450～550℃，时间为1～1.5h，升温速率为3～7℃/min。
5.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述生物炭由生物质热解得到，所述生物质包括农业生物质，林业生物质，动物粪便，固体废物中的至少一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋伟丽，李景斌，单红飞，刘聪，迟莹，徐妍，付骄，李舰，
申请(专利权)人：沈阳三聚凯特催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：
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