本发明专利技术公开了一种基于改性活性炭负载的氧化铁脱硫剂及其制备方法，属于脱硫技术领域，通过合成一种超支化的聚合物，并将其接枝到活性炭表面，再在改性的活性炭上负载氧化铁，制备了一种基于改性活性炭负载的氧化铁脱硫剂；本发明专利技术制备的改性活性炭表面接枝的超支化聚合物具有高度支化的三维球状结构，分子内含有大量的孔隙，提高了活性炭的吸附性能，另一方面增大了吸附物质的活性位点；并且超支化聚合物表面键合有羧酸根和氨基，可以与硫化氢发生反应，达到脱除硫化氢的目的；本发明专利技术制备的基于改性活性炭负载的氧化铁脱硫剂增大了活性炭的硫容和脱硫效率，可用于废气中硫化氢的脱除。的脱除。的脱除。
【技术实现步骤摘要】
一种基于改性活性炭负载的氧化铁脱硫剂及其制备方法
[0001]本专利技术属于脱硫
，具体涉及一种基于改性活性炭负载的氧化铁脱硫剂及其制备方法。
技术介绍
[0002]含硫烟气广泛的存在于天然气、采油、煤气生产和石油加工等工业生产中，不仅危害人们的身体健康，同时烟气中的硫化氢也会腐蚀生产设备，对工业生产带来一定的影响。目前的脱硫方法主要包括湿法脱硫和干法脱硫，由于湿法脱硫具有前期设备投资大、脱硫精度偏低的缺点，所以一般采用干法脱硫，其中最普遍的干法脱硫剂为氧化物，如氧化铜、氧化锌、氧化铁等。因为氧化铁脱硫剂对含硫化合物有很好的感受性能，并且具有很好的经济型和动力性，因此被广泛应用。
[0003]氧化铁脱硫是利用固体脱硫剂上的微孔来吸附硫化氢，在微孔表面脱硫剂中氧化铁与硫化氢发生反应，从而达到脱除气体中硫化氢的目的。活性炭具有发达的孔隙结构、比表面积大、稳定的化学性和优良的吸附性能，因此常被用来负载氧化铁来制备高分散的脱硫剂，但是其缺点是硫容有限，脱硫率低，因此需要对活性炭进行改性，制备一种具有高硫容的脱硫剂。
技术实现思路
[0004]为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于改性活性炭负载的氧化铁脱硫剂及其制备方法。通过合成一种超支化的聚合物，并将其接枝到经过处理的活性炭表面，得到改性活性炭，再在改性的活性炭上负载氧化铁，制备了一种具有高硫容和高脱硫效率的脱硫剂。
[0005]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种基于改性活性炭负载的氧化铁脱硫剂，将氧化铁负载于改性活性炭上而得到，所述改性活性炭表面接枝超支化聚合物；所述的超支化聚合物按照如下步骤制得：1）以重量份计，将1份Boc
‑
L
‑
酪氨酸甲酯和0.8~1.2份4
‑
氟
‑2’‑
甲基
‑
[1,1
’‑
二苯基]‑
3,4
’‑
二甲醛加入5~10份DMSO（二甲基亚砜）中，搅拌溶解后再加入0.6~1份碳酸钾和0.01~0.02份十六烷基三甲基溴化铵，加热至85~95℃，搅拌反应24~36h，反应结束后，过滤，所得滤液加入5~10份水，搅拌混合均匀，再用5~10份二氯甲烷萃取2~3次，合并有机相，减压蒸馏去除溶剂，得到固体；2）将1份步骤1）得到的固体加入5~10份二氯甲烷中，再加入0.25~0.4份TFA（三氟乙酸），25~30℃下反应10~15h，反应结束后减压蒸馏去除二氯甲烷，所得残留物加5~10份甲醇，再加入0.1~0.2份氢氧化钠，25~30℃下反应10~12h，反应结束后加入5~10份水，再加入5~10份二氯甲烷萃取2~3次，合并有机相，将有机相减压蒸馏去除溶剂，得到化合物；3）将1份2,4,6
‑
三甲基
‑
1,3,5
‑
三嗪和步骤2）制得的5~6.5份化合物加入10~20份
THF（四氢呋喃）中，再加入0.5~1份氢氧化钾
‑
甲醇溶液，搅拌混合均匀，加热回流反应15~24h，反应结束后，减压蒸馏去除溶剂，所得固体用丙酮洗涤3~5次，得到超支化聚合物；其中氢氧化钾
‑
甲醇溶液由氢氧化钾和甲醇按照质量比1：8~9混合得到。
[0006]所述改性活性炭按照如下方法制备得到：（1）制备活性炭前驱体，将1份活性炭前驱体浸泡在2~6份双氧水
‑
浓硫酸混合液中，水浴加热至80~90℃反应20~24h，反应结束后抽滤，所得滤饼用2~10份水洗涤2~3次，氮气保护下烘干，得到羟基功能化的活性炭前驱体；（2）将步骤（1）制备的羟基功能化的活性炭前驱体加入8~12份有机溶剂中，再加入2~4份3
‑
氯丙基三乙氧基硅烷，加热至40~50℃，搅拌反应10~15h，反应结束后抽滤，所得滤饼用有机溶剂洗涤2~3次，烘干，得到硅烷化的活性炭前驱体；（3）将1~3份超支化聚合物溶于10~30份三氯甲烷，再加入1~4份碱，搅拌混合均匀后，得到反应液，将5~20份步骤（2）得到的硅烷化的活性炭前驱体加入反应液中，加热至60℃，反应10~15h，反应结束后，过滤，滤饼用水洗3~5次，再加入20~50份质量浓度为40%的HF（氟化氢）溶液浸泡3~5h，过滤，所得滤饼用水洗至中性，再用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH为9~10，干燥，得到改性活性炭。
[0007]步骤（1）所述的制备活性炭前驱体具体步骤如下：
①
将0.5kg融化后的苯酚、0.6kg质量浓度为37%的甲醛溶液和0.5kg去离子水加入反应釜中，用氨水调节pH为8，升温至70℃，再加入0.15kg六次甲基四胺，继续升温至90℃，搅拌反应50min，反应完成后，用乙酸中和至pH为7，真空脱水，再加入2.5kg乙醇，得到树脂乙醇溶液；
②
将0.5kg纳米二氧化硅作为模板剂分散在步骤
①
制得的树脂乙醇溶液中，得到混合液，将混合液在氮气保护下升温至200℃，保温3h，使其固化，再在管式炉中以5℃/min升温至850℃，保温2h，得到活性炭前驱体。
[0008]活性炭前驱体的制备方法不限于此方法。
[0009]步骤（1）中所述双氧水
‑
浓硫酸混合液中双氧水和浓硫酸的体积比为3：7。
[0010]步骤（2）中所述有机溶剂为甲苯或四氢呋喃，所述的有机溶剂含水量小于10ppm。
[0011]步骤（3）中所述碱为碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钠或氢氧化钾。
[0012]制备基于改性活性炭负载的氧化铁脱硫剂的方法，具体步骤如下：将改性活性炭置于Fe(NO3)3·
9H2O水溶液中浸渍20~30h，浸渍完成后，过滤，所得滤饼在105℃下烘干，再在氮气保护下，用管式炉以350℃煅烧3~5h，冷却，得到基于改性活性炭负载的氧化铁脱硫剂。
[0013]所述改性活性炭与Fe(NO3)3·
9H2O水溶液的质量体积比为1g：5~8ml。
[0014]所述Fe(NO3)3·
9H2O水溶液的质量浓度为20%~40%。
[0015]本专利技术相比现有技术具有以下优点：对活性炭进行改性，首先在活性炭表面进行羟基化处理，再硅烷化处理，使其得到能够接枝超支化聚合物的位点，这样处理后使得活性炭能够更好地与超支化聚合物相连。本专利技术利用纳米二氧化硅为模板剂制备未去除模板剂的活性炭前驱体，将超支化聚合物接枝到活性炭前驱体上后，再利用氢氟酸去除孔道内的模板剂，最后洗至碱性，得到改性活性炭，使改性活性炭的末端带上羧酸根和氨基，利用这种方法制备的改性活性炭将大部分的
超支化聚合物接枝到活性炭孔道的外表面，孔道内部较少受影响，使活性炭的吸附性能得到充分的发挥。
[0016]本专利技术制备的改性活性炭，由于接枝了大量的超支化聚合物，使得改性活性炭含有大量末端羧酸根和氨基，当H2S（硫化氢）气体通过时，很容易和H
+
结合，从而本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于改性活性炭负载的氧化铁脱硫剂，其特征在于，将氧化铁负载于改性活性炭上而得到，所述改性活性炭表面接枝超支化聚合物；所述的超支化聚合物按照如下步骤制得：1）以重量份计，将1份Boc
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酪氨酸甲酯和0.8~1.2份4
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氟
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甲基
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二苯基]
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二甲醛加入5~10份DMSO中，搅拌溶解后再加入0.6~1份碳酸钾和0.01~0.02份十六烷基三甲基溴化铵，加热至85~95℃，搅拌反应24~36h，反应结束后，过滤，所得滤液加入5~10份水，搅拌混合均匀，再用5~10份二氯甲烷萃取2~3次，合并有机相，减压蒸馏去除溶剂，得到固体；2）将1份步骤1）得到的固体加入5~10份二氯甲烷中，再加入0.25~0.4份TFA，25~30℃下反应10~15h，反应结束后减压蒸馏去除二氯甲烷，所得残留物加5~10份甲醇，再加入0.1~0.2份氢氧化钠，25~30℃下反应10~12h，反应结束后加入5~10份水，再加入5~10份二氯甲烷萃取2~3次，合并有机相，将有机相减压蒸馏去除溶剂，得到化合物；3）将1份2,4,6
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三甲基
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三嗪和步骤2）制得的5~6.5份化合物加入10~20份THF中，再加入0.5~1份氢氧化钾
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甲醇溶液，搅拌混合均匀，加热回流反应15~24h，反应结束后，减压蒸馏去除溶剂，所得固体用丙酮洗涤3~5次，得到超支化聚合物；其中氢氧化钾
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甲醇溶液由氢氧化钾和甲醇按照质量比1：8~9混合得到。2.如权利要求1所述的基于改性活性炭负载的氧化铁脱硫剂，其特征在于，所述改性活性炭按照如下方法制备得到：（1）制备活性炭前驱体，以重量份计，将1份活性炭前驱体浸泡在2~6份双氧水
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浓硫酸混合液中，水浴加热至80~90℃反应20~24h，反应结束后抽滤，所得滤饼用2~10份水洗涤2~3次，氮气保护下烘干，得到羟基功能化的活性炭前驱体；（2）将步骤（1）制备的羟基功能化的活性炭前驱体加入8~12份有机溶剂中，再加入2~4份3
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氯丙基三乙氧基硅烷，加热至40~50℃，搅拌反应10~15h，反应结束后抽滤，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：史建明，史文硕，
申请(专利权)人：明硕环境科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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