【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电催化，特别是涉及一种硫化氢电场强化分解用催化剂制备方法、分解方法及装置。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、硫化氢(h2s)气体，具有高度刺激性和强烈的酸性，是大气主要污染物之一，不仅危害人体健康，也会对设备造成不同程度的腐蚀。因此需要科学合理地处置h2s废气，而采用资源化的方法实现有价资源的回收无疑具有重要意义。
3、目前工业上广泛应用克劳斯工艺进行h2s制备硫磺，但不管是h2s的催化氧化还是克劳斯工艺回收硫磺都不是h2s资源化处理的最优方式，原因在于这些方法直接将h2s中的h元素变为h2o，而非具有更高利用价值的h2。
4、据研究，h2s分子中的h-s键键能较弱，300℃左右就可以发生断键反应，分解生成氢气与硫磺，因此h2s直接分解技术不仅能回收硫磺，而且同时获得了重要的绿色能源氢气，从而实现了h2s的增值利用，是h2s高效资源化利用的重要方向，已成为石油化工领域的研究热点之一。
5、尽管h2s硫氢原子间具有较低的键能，但实际上h2s硫化氢的分解受到热力学平衡的限制，以致1000℃下分解时仅有20％左右的平衡转化率。
6、分子动力学研究表明，h2s直接分解反应的表观活化能较高(496kj/mol)，如何在反应过程中有效降低这一壁垒，是h2s分解技术面临的一大挑战。高温催化分解法尽管无法突破热力学平衡的限制，但这种方法借助催化剂降低反应活化能，实现了更高转化率。
7、此外，为了突
8、电场强化作为一种新型的外场强化作用方式，通过高密度能量激发表面热电子碰撞硫氢键的原理实现反应强化。电场可以与催化剂协同作用，有效降低反应活化能，从而降低反应难度；此外，电场强化技术具有高浓度h2s处理能力，工业化应用潜力较大。但研究发现，电场强化的高效发挥很大程度上依赖于与催化剂间有机的适配与协同，因此寻找能与电场实现高效协同的是研究的重点。
9、金属硫化物被认为具有良好的h2s分解能力，且不会引入其他杂质元素，对氢气也具有优越的选择性。其中部分金属硫化物具有半导体性质，电子的激发与跃迁过程更容易发生，且有报道指出双金属硫化物较单金属有更好的催化性能，但电场作为高密度能量强化方式，需要开发与电场适配的催化剂，以保证电场强化过程的稳定性与高效性，目前还没有满足上述使用需求的催化剂，因此需要进行重点研发，使之满足在电场中的稳定性、耐用性与可回收性等性能的同时，更要保证良好的催化活性以实现h2s高效分解。
10、此外，催化剂的制备方法从简单的焙烧，到多孔隙载体浸渍、水热，再到熔胶胶凝胶等复杂合成方法，使催化剂具有更精确的结构和应用靶向，以及更多的活性位点和更强的吸附能力。但随着制备流程、条件的逐渐复杂和苛刻，某些方法具有较高的工艺难度和制备成本，难以面向工业应用。面向适配于电场强化方式的催化剂，一种简单易操作的制备方法或工艺流程同样成为关注的重点。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种硫化氢电场强化分解用催化剂制备方法、分解方法及装置，本专利技术是由双金属硫化物催化剂、氧化物或碳基载体与碳化硅按特定比例掺杂的复合催化剂，是一种电场强化催化h2s分解专用的催化剂，一方面确保催化剂床层的电场稳定性，另一方面提高电场强化方式下分解h2s气体的能力，实现高效协同。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种硫化氢电场强化分解用催化剂制备方法，包括：
4、将第一金属元素源材料和第二金属元素源材料按比例混合为前体混合物；
5、将前体混合物与硫脲按比例混合后，加入去离子水进行超声磁力搅拌；
6、超声磁力搅拌完成后，加入十二烷基硫酸钠继续进行超声磁力搅拌，由此得到催化剂前体溶液；
7、对催化剂前体溶液进行水热反应，将得到的液体进行真空抽滤，得到沉淀，将沉淀进行洗涤并干燥后，得到目标催化剂；
8、将目标催化剂和碳化硅粉末以及氧化物载体粉末或碳基载体粉末进行研磨，得到复合催化剂；
9、将复合催化剂进行压片处理，将得到的片状催化剂进行破碎并过筛后得到h2s电场强化分解用的催化剂。
10、作为可选择的实施方式，第一金属元素源材料和第一金属元素源材料以1：1-3的质量比例进行混合。
11、作为可选择的实施方式，前体混合物与硫脲按1：0.5-1的质量比例进行混合。
12、作为可选择的实施方式，去离子水的质量与前体混合物和硫脲混合后的质量比为140-145：1。
13、作为可选择的实施方式，十二烷基硫酸钠与第二金属元素源材料的质量比为1：0.9-1。
14、作为可选择的实施方式，超声磁力搅拌时间范围为15-30min。
15、作为可选择的实施方式，水热反应为在180℃下水热反应12-18h。
16、作为可选择的实施方式，氧化物载体粉末或碳基载体粉末与目标催化剂的比例为1：0.05-0.15，氧化物载体粉末或碳基载体粉末与碳化硅粉末的比例为1：0.1-0.5。
17、作为可选择的实施方式，压片处理时的压力范围为15-24mpa；压片处理持续时间为5-10min。
18、作为可选择的实施方式，过筛的筛网规格为18-40目。
19、第二方面，本专利技术提供一种硫化氢电场强化分解方法，包括：
20、将催化剂置于筒状电极板中，以形成催化剂床层；催化剂采用第一方面所述的方法进行制备；
21、将筒状电极板与阳极电极棒连接后置于反应器中，并在催化剂床层内插入阴极电极棒；
22、向反应器中充入惰性气体并加热，直至升至目标温度；
23、向反应器中充入含有特定浓度h2s的混合气体，同时在催化剂床层的外侧与中心施加电场并形成电流通路，使混合气体在电场作用下进行分解得到目标产物。
24、作为可选择的实施方式，所述电场强度范围为0-0.2kv/mm，催化剂床层的电流范围为1-20ma，反应温度设置为400-700℃。
25、第三方面，本专利技术提供一种硫化氢电场强化分解装置，包括：高温催化装置和电场强化装置；
26、所述高温催化装置包括：反应器和用于为反应器加热的热源供给装置，反应器内设置催化剂床层；
27、所述电场强化装置包括：阳极电极棒、阴极电极棒和筒状电极板；
28、所述筒本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种硫化氢电场强化分解用催化剂制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种电场强化分解用催化剂制备方法，其特征在于，
3.如权利要求1所述的一种电场强化分解用催化剂制备方法，其特征在于，超声磁力搅拌时间范围为15-30min。
4.如权利要求1所述的一种电场强化分解用催化剂制备方法，其特征在于，水热反应为在180℃下水热反应12-18h。
5.如权利要求1所述的一种电场强化分解用催化剂制备方法，其特征在于，氧化物载体粉末或碳基载体粉末与目标催化剂的比例为1：0.05-0.15，氧化物载体粉末或碳基载体粉末与碳化硅粉末的比例为1：0.1-0.5。
6.如权利要求1所述的一种电场强化分解用催化剂制备方法，其特征在于，压片处理时的压力范围为15-24MPa；压片处理持续时间为5-10min。
7.如权利要求1所述的一种电场强化分解用催化剂制备方法，其特征在于，过筛的筛网规格为18-40目。
8.一种硫化氢电场强化分解方法，其特征在于，包括：
9.如权利要求8所述的一种电场强化
10.一种硫化氢电场强化分解装置，其特征在于，用于进行权利要求8-9任一项的硫化氢电场强化分解方法，包括：高温催化装置和电场强化装置；
...【技术特征摘要】
1.一种硫化氢电场强化分解用催化剂制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种电场强化分解用催化剂制备方法，其特征在于，
3.如权利要求1所述的一种电场强化分解用催化剂制备方法，其特征在于，超声磁力搅拌时间范围为15-30min。
4.如权利要求1所述的一种电场强化分解用催化剂制备方法，其特征在于，水热反应为在180℃下水热反应12-18h。
5.如权利要求1所述的一种电场强化分解用催化剂制备方法，其特征在于，氧化物载体粉末或碳基载体粉末与目标催化剂的比例为1：0.05-0.15，氧化物载体粉末或碳基载体粉末与碳化硅粉末的比例为1：0.1-0.5。
6.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋占龙，张健恒，逄颖平，赵希强，毛岩鹏，孙静，王文龙，王子良，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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