一种类水滑石脱硫催化剂及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种类水滑石脱硫催化剂及其制备方法、应用，所述的类水滑石脱硫催化剂的原料组分包括,含有一种或多种二价金属阳离子的M

【技术实现步骤摘要】
一种类水滑石脱硫催化剂及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉化工和环保
，尤其涉及一种类水滑石脱硫催化剂及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]现有对含硫废水的处理方法分为物理法和化学法：但是物理法需采用物理或机械分离的方法对污水进行处理，此类方法效果显著但吸附剂不可重复使用，会产生大量污染性废弃物。化学法存在易腐蚀设备、反应条件较苛刻，对工厂设备要求较高，成本较高等缺点，无法大规模生产使用。
[0003]催化氧化法是目前国内使用较广的方法，该方法成本较低，处理条件温和，适合大规模使用，但此方法对催化剂催化活性要求较高，此方法最常使用的金属盐类催化剂例如硫酸亚铁对此类反应催化活性较高、价格低廉，设备要求较低，因此被广泛使用至今，但是旧有催化剂大都以均相催化剂为主，可溶性金属盐参与反应后催化剂很难回收利用使得成本较高，同时使得排放废水金属含量高，造成二次污染。同时，现有非均相负载型催化剂也只能用于处理硫离子浓度较低的含硫废液，对于高浓度含硫废水处理效果较差。吴迪等制备了一种锰铁铜复合氧化物非均相催化剂，该催化剂在处理1000mg/L的Na2S废水中的脱硫率约为91.3％，但处理含硫废水浓度较低，对于高浓度含硫废水处理效果较差。林炜等制备了氧化锰/AT复合材料，该复合催化剂处理硫离子浓度为450ppm的硫化钠模拟废水时，硫化钠的去除效率可达到78％，此方法处理含硫废液硫离子浓度同样较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种类水滑石脱硫催化剂及其制备方法、应用，本专利技术针对旧有均相金属盐催化剂进行负载改性，以制得非均相催化剂，此催化剂具有绿色环保，易于分离可重复使用，工艺简单等特点。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种类水滑石脱硫催化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]将含有一种或多种二价金属阳离子盐溶液与含有一种或多种三价金属阳离子盐溶液按照M
2+
:M
3+
＝2～6:2比例混合，得到金属盐混合溶液，其中，M
2+
表示二价金属阳离子，M
3+
表示三价金属阳离子；
[0008]将由含有氢氧根离子的碱溶液和含有另一种阴离子的溶液按照OH
‑
:Y
n
‑
＝12～48:3的比例混合，得到碱性混合溶液，其中，Y
n
‑
表示另一种阴离子；
[0009]向金属盐混合溶液中滴加碱性混合溶液，pH值控制在M
3+
完全形成氢氧化物与M
2+
开始形成氢氧化物的pH值之间，得到类水滑石脱硫催化剂前驱体溶液；
[0010]在预定温度下，反应预定的时间后，过滤反应后的类水滑石脱硫催化剂前驱体溶液，得到类水滑石脱硫催化剂前驱体；
[0011]将所述类水滑石脱硫催化剂前驱体洗至滤液pH值呈中性；
[0012]烘干pH值呈中性的类水滑石脱硫催化剂前驱体并研磨，得到类水滑石脱硫催化剂。
[0013]具体的，所述二价金属阳离子盐溶液包括但不限于含有二价钴离子、二价锰离子、钙离子中的一种或多种盐溶液；
[0014]所述三价金属阳离子盐溶液包括但不限于含有三价铁离子、铝离子中的一种或多种盐溶液；
[0015]所述另一种阴离子的溶液包括但不限于含有CO
32
‑
、Cl
‑
、ClO4‑
中的一种或多种盐溶液。
[0016]具体的，所述二价金属阳离子盐溶液包括二价钴离子；
[0017]所述三价金属阳离子盐溶液包括三价铁离子；
[0018]所述另一种阴离子的溶液包括CO
32
‑
。
[0019]具体的，所述pH值控制在M
3+
完全形成氢氧化物与M
2+
开始形成氢氧化物的pH值之间包括，PH值控制在3～9；
[0020]所述预定温度包括60～100℃；
[0021]所述预定的时间，包括20～48h。
[0022]在60～100℃，优选为80℃下，烘干所述pH值呈中性的类水滑石脱硫催化剂前驱体。
[0023]具体的，所述PH值为9；
[0024]所述预定温度为80℃；
[0025]所述预定的时间为24h。
[0026]一种类水滑石脱硫催化剂，所述的类水滑石脱硫催化剂的原料组分包括,含有一种或多种二价金属阳离子的M
2+
盐溶液与含有一种或多种三价金属阳离子的M
3+
盐溶液混合后的金属盐混合溶液，含有氢氧根离子的碱溶液与含有另一种阴离子的Y
n
‑
盐溶液混合后的碱性混合溶液，其中，各组分的摩尔比为：M
2+
:M
3+
＝2～6:2，(M
2+
+M
3+
):(OH
‑
+CO
32
‑
)＝1∶(2～4)。
[0027]具体的，所述类水滑石脱硫催化剂的活性组份包括二价金属元素与三价金属元素的复合金属氧化物；
[0028]所述二价金属包括但不限于钴、锰、钙中的一种或多种；
[0029]所述三价金属包括但不限于三价铁、铝中的一种或多种盐；
[0030]所述另一种阴离子的溶液包括但不限于含有CO
32
‑
、Cl
‑
、ClO4‑
中的一种或多种盐溶液。
[0031]具体的，所述二价金属包括二价钴离子；
[0032]所述三价金属包括三价铁离子；
[0033]所述另一种阴离子的溶液包括CO
32
‑
。
[0034]具体的，向金属盐混合溶液中滴加碱性混合溶液，pH值控制在M
3+
完全形成氢氧化物与M
2+
开始形成氢氧化物的pH值之间，得到类水滑石脱硫催化剂前驱体溶液；
[0035]所述pH值控制在M
3+
完全形成氢氧化物与M
2+
开始形成氢氧化物的pH值之间包括，PH值控制在3～9。
[0036]一种如上所述的类水滑石脱硫催化剂在处理含硫废水中的应用。
[0037]本专利技术的技术效果和优点：
[0038]1、CoFe
‑
LDHs属于层状双金属氢氧化物(LDHs)的一类，本专利技术以此材料作为催化剂进行催化氧化脱硫(S2‑
氧化)具有创新性，经过实验验证，在钴、铁离子之外其他的金属离子如锰、铜、钨等均可制备为类水滑石材料且具有对催化氧化脱硫的活性；
[0039]2、市面常用的氧化脱硫催化剂仍以可溶性单金属盐为主，本专利技术中钴铁类水滑石以不溶于水的层状多金属氢氧化物形式存在，天然具备可回收性，且不需如负载型催化剂般要考虑活性组分脱附的问题本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种类水滑石脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将含有一种或多种二价金属阳离子盐溶液与含有一种或多种三价金属阳离子盐溶液按照M
2+
:M
3+
＝2～6:2比例混合，得到金属盐混合溶液，其中，M
2+
表示二价金属阳离子，M
3+
表示三价金属阳离子；将由含有氢氧根离子的碱溶液和含有另一种阴离子的溶液按照OH
‑
:Y
n
‑
＝12～48:3的比例混合，得到碱性混合溶液，其中，Y
n
‑
表示另一种阴离子；向金属盐混合溶液中滴加碱性混合溶液，pH值控制在M
3+
完全形成氢氧化物与M
2+
开始形成氢氧化物的pH值之间，得到类水滑石脱硫催化剂前驱体溶液；在预定温度下，反应预定的时间后，过滤反应后的类水滑石脱硫催化剂前驱体溶液，得到类水滑石脱硫催化剂前驱体；将所述类水滑石脱硫催化剂前驱体洗至滤液pH值呈中性；烘干pH值呈中性的类水滑石脱硫催化剂前驱体并研磨，得到类水滑石脱硫催化剂。2.根据权利要求1所述的一种类水滑石脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，所述二价金属阳离子盐溶液包括但不限于含有二价钴离子、二价锰离子、钙离子中的一种或多种盐溶液；所述三价金属阳离子盐溶液包括但不限于含有三价铁离子、铝离子中的一种或多种盐溶液；所述另一种阴离子的溶液包括但不限于含有CO
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‑
、Cl
‑
、ClO4‑
中的一种或多种盐溶液。3.根据权利要求1或2所述的一种类水滑石脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，所述二价金属阳离子盐溶液包括二价钴离子；所述三价金属阳离子盐溶液包括三价铁离子；所述另一种阴离子的溶液包括CO
32
‑
。4.根据权利要求1所述的一种类水滑石脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，所述pH值控制在M
3+
完全形成氢氧化物与M
2+
开始形成氢氧化物的pH值之间包括，PH值控制在3～9；所述预定温度包括60～100℃；所述预定的时间，包括20～48h...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾丽慧，袁军，熊亚男，熊亮，陈斯淮，
申请(专利权)人：湖北中圣科技有限公司，
类型：发明
国别省市：