富氮多孔碳脫硫劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種富氮多孔碳脫硫劑及其制備方法。脫硫劑由經(jīng)表面氧化預處理后的多孔碳材料和經(jīng)浸漬燒結(jié)固著在多孔碳材料表面上的含氮官能團構(gòu)成，氮元素的質(zhì)量含量為脫硫劑總質(zhì)量的0.5～5.0%。多孔碳脫硫劑的制備，先將多孔碳材料浸泡在強氧化劑溶液中進行表面氧化預處理，之后與含氮化合物溶液混合進行浸漬，充分浸漬后蒸發(fā)除去溶劑，經(jīng)干燥放入高溫煅燒爐中，在惰性氣體保護下于400-1000℃進行煅燒，使含氮化合物分解并與活性炭表面進行反應，充分煅燒后經(jīng)冷卻即制備得到富氮多孔碳脫硫劑。本發(fā)明制備的脫硫劑碳材料表面含氮官能團含量高，脫硫容量較之未進行表面氧化預處理就直接進行表面氮改性的活性炭脫硫劑提高了1.5-2倍。
【專利說明】富氮多孔碳脫硫劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及脫硫劑技術(shù)，具體涉及一種用于脫除工業(yè)排放廢氣中二氧化硫的表面 含有豐富含氮官能團的多孔碳脫硫劑及其制備方法，屬于材料科學與工程、化學工程和環(huán) 境保護領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國SO2污染十分嚴重，每年向大氣中排放的SO2超過2000萬噸，居世界首位。由 SO2排放所導致的酸雨污染危害面積達國土面積的30%，已成為制約我國經(jīng)濟、社會可持續(xù) 發(fā)展的重要因素。因此，加大SO2污染的控制力度非常緊迫。
[0003]以石灰石一石膏法為代表的濕法煙氣脫硫技術(shù)是目前世界范圍內(nèi)應用最廣泛的 脫硫技術(shù)。該法利用石灰石為吸收劑，吸收煙氣中的SO2并生成副產(chǎn)物石膏。然而在實際 工程應用的時，該脫硫技術(shù)面臨設備腐蝕磨損大、投資較大、副產(chǎn)物石膏產(chǎn)量大、副產(chǎn)物石 膏利用價值不高等問題。
[0004]炭法煙氣脫硫技術(shù)采用顆?；钚蕴?GAC)或活性炭纖維(ACF)等多孔碳材料為脫 硫劑，利用多孔碳材料的納米孔隙結(jié)構(gòu)將煙氣中SO2吸附并催化氧化為SO3，吸附飽和后的 脫硫劑可通過水洗或加熱的方式再生。與石灰石一石膏法脫硫技術(shù)副產(chǎn)石膏不同的是，炭 法煙氣脫硫技術(shù)的副產(chǎn)物為稀硫酸(水洗再生)或濃SO2 (加熱再生)，利用價值高。
[0005]多孔碳材料脫硫劑是炭法煙氣脫硫技術(shù)的基礎，其脫硫性能與多孔碳材料的孔隙 結(jié)構(gòu)(比表面積、孔容、孔徑和孔徑分布)和表面物理化學特性(表面含氧官能團和表面含氮 官能)關(guān)系很大。增加活性炭表面的含氮官能團的數(shù)量，有利于提高其脫硫活性。然而，目 前商品活性炭等多孔碳材料表面結(jié)構(gòu)單一，只含有極為少量的含氧官能團，通常沒有含氮 官能團。將普通商品活性碳等多孔碳材料用作脫硫劑進行煙氣脫硫時，脫硫性能通常較差。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)制備含氮多孔碳通常有兩類方法:1)在生產(chǎn)原料中混入含氮化合物，將 氮元素嵌入在碳骨架中；2)對活性炭、活性炭纖維等成品多孔碳進行后處理，將含氮官能團 嫁接在多孔碳的表面。
[0007]在活性炭等多孔碳材料的生產(chǎn)原料中混入含氮化合物，并通過碳化、活化等處理， 可得到含氮活性炭。例如在申請?zhí)枮?00810035853.3的專利文件中公開的一種含氮浙青 球形活性炭的制備方法。該方法在成球的浙青和萘等原料中混入三聚氰胺或三聚氰胺甲醛 樹脂等含氮化合物，然后通過成球、不熔化、炭化和活化處理后制備得到含氮浙青基球形活 性炭。又例如在申請?zhí)枮?01110291513.9的專利文件中公開的一種富氮活性炭電極的制 備方法，該方法利用廢棄的含有胺基樹脂的人造板為原料，通過碳化、活化工藝制備出含氮 活性炭，并用作雙電層電容器的電極材料。
[0008]按照申請?zhí)?00810035853.3,201110291513.9專利文件公開的制備方法，在原料 中混入含氮化合物，并與生產(chǎn)活性炭的原料同時進行碳化與活化工序處理，可以制備出含 氮活性炭。但由于活化工序通常要求在900°C以上的高溫下進行，含氮化合物的高溫分解并 揮發(fā)較完全，因此只有少量的氮元素殘留在活性炭中。同時，按照該類方法制備的含氮活性炭，氮元素較均勻地嵌入到碳材料的骨架中，而活性炭表面的含氮官能并不多?；钚蕴炕蚧?性炭纖維的脫硫是一表面吸附與催化氧化過程，體相中的氮元素對脫硫過程貢獻不大。因 此，如何制備表面含氮官能團豐富的富氮多孔碳脫硫劑仍然十分重要。
[0009]環(huán)境工程學報5卷4期(2011年)公開了一種采用浸潰高溫接枝法對活性炭纖維 進行氮改性并用于煙氣脫硫。該文獻中將活性碳纖維浸泡在三聚氰胺、氯化銨、尿素的水溶 液中，烘干后在箱式電阻爐中氮氣保護下進行熱處理。氮改性后的活性炭纖維脫硫性能得 到提高。然而，由于活性炭纖維等碳材料的表面的石墨化結(jié)構(gòu)，其表面疏水、反應活性低，氮 元素較難嫁接在活性炭纖維等碳材料的表面，因此，活性炭纖維脫硫性能提高程度有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種表面含有豐富含氮官能團的富氮 多孔碳材料脫硫劑及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)制備的含氮多孔碳材料脫硫劑存在的碳 材料表面含氮官能團含量低的問題。
[0011]本發(fā)明的基本構(gòu)思為:首先，將商業(yè)可得的活性炭、活性炭纖維等多孔碳材料進行 表面氧化預處理，增加多孔碳表面的含氧官能團，提高其表面反應活性；然后，將經(jīng)過預處 理的多孔碳材料浸潰在含氮化合物的水或有機溶劑的溶液中，浸潰一定時間后，將溶劑蒸 發(fā)，使含氮化合物均勻分散在多孔碳的孔隙內(nèi)及外表面上；最后，在惰性氣氛中煅燒使含氮 化合物分解，分解產(chǎn)物在高溫下與多孔碳的表面碳原子進行反應生成表面含氮官能團，制 備出富氮多孔碳脫硫劑。
[0012]本發(fā)明提供的富氮多孔碳材料脫硫劑，由經(jīng)表面氧化預處理后的多孔碳材料和經(jīng) 浸潰燒結(jié)固著在多孔碳材料表面上的含氮官能團構(gòu)成，其中氮元素的質(zhì)量含量為脫硫劑總 質(zhì)量的0.5?5.0%。所述多孔碳材料優(yōu)選顆?；钚蕴炕蚧钚蕴坷w維。
[0013]本發(fā)明提供的制備上述富氮多孔碳脫硫劑的方法，包括如下步驟:
[0014](I)表面氧化預處理:將商業(yè)可得的多孔碳材料浸泡在強氧化劑溶液中于不高于 60°C的溫度下進行表面氧化預處理，增加多孔碳材料表面的含氧官能團，充分氧化處理后 取出，用去離子水沖洗至洗滌液的pH值為6?7，然后經(jīng)干燥處理后進入下一工序；
[0015](2)含氮化合物浸潰:將含氮化合物溶解到溶劑中配制成溶液，與經(jīng)步驟(I)表 面氧化預處理得到的多孔碳材料進行均勻混合，充分浸潰使含氮化合物均勻分散在多孔碳 材料的孔隙及外表面上，于不高于100°c的溫度下蒸發(fā)除去浸潰有含氮化合物的多孔碳材 料中的溶劑，再經(jīng)干燥處理進入下一工序，多孔碳材料與含氮化合物的質(zhì)量比為1:0.02? 3 ；
[0016](3)高溫煅燒:將步驟(2)得到的浸潰有含氮化合物的多孔碳材料放入高溫煅燒 爐中，在惰性氣體保護下升溫至400-1000°C煅燒0.5-12h，使含氮化合物分解并與活性炭 表面進行反應，冷卻后即制備得到表面含有豐富含氮官能團的富氮多孔碳脫硫劑。
[0017]步驟(I)中所用到的多孔碳材料可以是顆?；钚蕴?、活性炭纖維等，來源沒有限 制?；钚蕴靠梢允堑V物質(zhì)原料活性炭(如煤質(zhì)活性炭、浙青基活性炭等)、木質(zhì)活性炭(如椰 殼活性炭、杏殼活性炭、木質(zhì)粉炭等)或其它原料制成的活性炭(如廢橡膠、廢塑料、農(nóng)業(yè)廢 料等制成的活性炭)；活性炭纖維可以是粘膠基活性炭纖維、浙青基活性炭纖維或聚丙烯氰 基活性炭纖維等。步驟(I)中所用的強氧化劑可以選擇硝酸、磷酸，或者是硫酸與高錳酸鉀的混合溶液。優(yōu)先選擇質(zhì)量濃度為20-50%的硝酸，制備較為經(jīng)濟。
[0018]步驟(2)中使用的含氮化合物可以是二氰二胺、尿素、三聚氰胺，也可以是其中的任意兩種或多種的混合物。當使用混合物時，各含氮化合物的比例沒有限制。步驟(2)中溶解尿素等含氮化合物所用的溶劑可以是水、乙醇、其它有機溶劑或者是水和有機溶劑的混合液，若用混合液作為溶劑時混合比例沒有限制。提高有機溶劑的比例可以加快干燥步驟中溶劑的蒸發(fā)速度。步驟(2)中含氮化合物溶解溫度為室溫至100°C，提高溶解溫度可以減少水或有機溶劑的使用量。步驟(2)中含氮化合物與活性炭、活性炭纖維等多孔碳材料的質(zhì)量混合比例可控制在1:0.02?3的范圍，制備得到的富氮多孔碳脫硫劑的含氮量可通過此混合比例進行調(diào)節(jié)。步驟(2)中含氮化合物與多孔碳均勻浸潰后，將溶劑蒸發(fā)的溫度為室溫至100°C，優(yōu)先控制在40-100°C的范圍。提高蒸發(fā)溫度可以節(jié)約蒸發(fā)時間，但不利于含氮化合物與多孔碳的均勻混合。
[0019]步驟(3)中的惰性氣氛可通過向高溫煅燒爐中通入一定量的惰性氣體實現(xiàn)，惰性氣體可以是氮氣、氬氣或氦氣。為降低生產(chǎn)成本，優(yōu)選氮氣。升溫速率可為l-20°C/min，在保證質(zhì)量的前提下節(jié)約時間，優(yōu)選3-10°C /min。可以是按照一定的升溫速率從室溫直接升至目標溫度，也可以采用升至某一溫度后保持一定時間后再進行升溫的分階段升溫方式。
[0020]按照本發(fā)明制備得到的富氮活性炭和活性炭纖維脫硫劑，發(fā)明人在固定床反應器中對其脫除模擬煙氣中SO2性能進行了測試。測試條件為:模擬煙氣中二氧化硫含量為
0.3%、氧氣含量為10%、水蒸氣含量為8-20%，床層溫度為60-150°C，空速為500-300(?'當出口中二氧化硫濃度大于0.02%,結(jié)束評價實驗并計算脫硫容量。
[0021]本發(fā)明具有以下技術(shù)特點和優(yōu)點:
[0022](I)本發(fā)明以商業(yè)可得的活性炭或活性炭纖維為原料，經(jīng)表面氮摻雜改性處理制備脫硫劑。在進行表面氮摻雜改性前，通過對活性炭或活性炭纖維的表面進行氧化預處理， 提高了碳表面與含氮化合物的高溫分解產(chǎn)物的反應活性。采用本發(fā)明制備的富氮多孔碳脫硫劑表面含氮官能團豐富，含氮量在0.5-5%之間。
·[0023](2)本發(fā)明制備的脫硫劑脫硫性能好。與原始活性炭或活性炭纖維相比，其脫硫容量提高了 4-10倍；與未進行表面氧化預處理就直接進行表面氮改性的活性炭或活性炭纖維相比，其脫硫容量提高了 1.5-2倍。
[0024](3)本發(fā)明利用活性炭和活性炭纖維等多孔碳材料表面的含氮官能團為活性組分進行脫硫。在較低的溫度下(<150°C)可將煙氣中SO2催化轉(zhuǎn)化為S03，SO3然后與煙氣中的水蒸氣反應生成H2SO4副產(chǎn)品。與以Fe、Cu等金屬氧化物為活性組分的催化劑為脫硫劑相 t匕，具有脫硫效率高的特點。同時，由于活性組分不與稀硫酸反應，因而避免了活性組分的流失快、副產(chǎn)稀硫酸中含有金屬陽離子而造成的酸品質(zhì)不高等問題。
[0025](4)本發(fā)明制備的富氮多孔碳脫硫劑適應范圍廣。對煙氣中SO2濃度為0.01%-0.8% 具有很好的脫硫效果，出口 SO2濃度可低于100mg/Nm3，S02&度適應范圍廣；同時，在煙氣溫度為30-150V均有較好的脫硫效果，操作溫度適應范圍寬。
[0026](5)本發(fā)明制備的富氮多孔碳脫硫劑，其機械強度由制備過程中使用的活性炭或活性炭纖維的強度所決定。浸潰含氮化合物后，只需要進行高溫煅燒處理，而不需要進行進一步的活化處理，整個表面改性過程不會造成活性炭或活性炭纖維的強度的下降。
[0027](6)申請?zhí)枮?00810035853.3等發(fā)明專利，是通過在制備活性炭的原料中混入含氮物質(zhì)制備含氮或富氮多孔碳，與它們相比，本發(fā)明是直接采用商業(yè)可得的活性炭、活性炭纖維為原料，通過簡單的浸潰與煅燒處理就能制備出富氮多孔碳脫硫劑材料，富氮多孔碳脫硫劑材料中的含氮官能團均勻分散在多孔碳材料的孔隙及外表面上，氮元素可得到有效利用，且制備工藝簡單，適應性強、應用前景廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]附圖1是以二氰二胺為氮源制備的富氮活性炭纖維與其它脫硫劑的脫硫比較時間-效率曲線圖。試驗比較評價條件為:模擬煙氣中二氧化硫含量為0.3%，氧氣含量為5%， 水蒸氣含量為10%，床層溫度為80°C，空速為60(?'
[0029]附圖2是以三聚氰胺為氮源制備的富氮顆?；钚蕴颗c其它脫硫劑的脫硫比較時間-效率曲線圖；試驗比較評價條件為:模擬煙氣中二氧化硫含量為0.3%、氧氣含量為 10%、水蒸氣含量為10%，床層溫度為80°C，空速為180(?'
[0030]附圖3是以尿素為氮源制備的富氮顆粒活性炭與其它脫硫劑的脫硫比較時間-效率曲線圖。試驗比較評價條件為:模擬煙氣中二氧化硫含量為0.3%、氧氣含量為10%、水蒸氣含量為10%，床層溫度為80°C，空速為180(?'
【具體實施方式】
[0031]下面通過附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，其目的在于更好的理解本發(fā)明的內(nèi)容而非對本
【發(fā)明內(nèi)容】
的限制。
[0032]實施例1
[0033]將活性炭纖維浸泡在質(zhì)量濃度為30%的硝酸溶液中，在60°C恒溫水浴中攪拌處理 2小時取出，活性炭纖維用去離子水沖洗至pH = 6-7，然后在烘箱中于105°C干燥過夜。將 100克二氰二胺溶解于200毫升質(zhì)量濃度為50%的乙醇水溶液中，配成二氰二胺溶液。將 100克經(jīng)酸洗后的活性炭纖維倒入上述二氰二胺溶液中，在60°C下一邊攪拌一邊加熱，緩慢蒸發(fā)掉乙醇和水分，然后在烘箱中于105°C干燥過夜。將負載了二氰二胺的活性炭纖維置入高溫煅燒爐中，在氮氣保護的條件下，以升溫速率為5°C /min從室溫升至750°C，并在 750°C下保持I小時，冷卻后得到以二氰二胺為氮源進行表面氮摻雜的富氮活性炭纖維脫硫劑。
[0034]元素分析表明其氮元素含量為4.1%,脫硫性能測試結(jié)果如圖1所示，其脫硫容量為 231mg/g。
[0035]對比例I
[0036]將原始的活性炭纖維進行脫硫性能測試，結(jié)果如圖1所示，其穿透硫容為24.5mg/ g°
[0037]對比例2
[0038]將100克二氰二胺溶解于200毫升50%的乙醇水溶液中，配成二氰二胺溶液。將 100克活性炭纖維浸潰在上述二氰二胺溶液24小時后，在60°C下加熱，緩慢蒸 發(fā)掉乙醇和水分，然后在烘箱中于105°C干燥過夜。將負載了二氰二胺的活性炭置入高溫煅燒爐中，在氮氣保護的條件下，以升溫速率為5°C /min從室溫升至750°C，并在750°C下保持I小時，冷卻后得到以二氰二胺為氮源進行表面氮摻雜的富氮活性炭纖維脫硫劑。[0039]元素分析表明其氮元素含量為3.1%,脫硫性能測試結(jié)果如圖1所示，其脫硫容量 為 148mg/g。
[0040]實施例2
[0041]將10-20目顆?；钚蕴拷菰谫|(zhì)量濃度為20%的硝酸溶液中，在60°C恒溫水浴中 攪拌3小時。酸洗后的顆粒活性炭用去離子水沖洗至pH = 6-7，然后在烘箱中105°C干燥過 夜。將5克三聚氰胺溶解于100毫升水中，配成三聚氰胺溶液。將30克經(jīng)酸洗后的10-20 目顆?；钚蕴康谷肷鲜鋈矍璋啡芤褐校?0°C下一邊攪拌一邊加熱，緩慢蒸發(fā)掉水分，然 后在烘箱中105°C干燥過夜。將負載了三聚氰胺的顆粒活性炭置入高溫煅燒爐中，在氮氣保 護的條件下，以升溫速率為5°C /min從室溫升至800°C，并在800°C下保持I小時，冷卻后得 到以三聚氰胺為氮源進行表面氮摻雜的富氮顆?；钚蕴棵摿騽?br> [0042]元素分析表明其氮元素含量為3.5%,脫硫性能測試結(jié)果如圖2所示，其穿透硫容 為 393mg/g。
[0043]對比例3
[0044]將10-20目的原始顆?；钚蕴窟M行脫硫性能測試，結(jié)果如圖2所示，其穿透硫容為 68mg/g0
[0045]對比例4
[0046]將5克三聚氰胺溶解于100毫升水中，配成三聚氰胺溶液。將30克10-20目顆粒 活性炭倒入上述三聚氰胺溶液中，在60°C下一邊攪拌一邊加熱，緩慢蒸發(fā)掉水分，然后在烘 箱中105°C干燥過夜。將負載了三聚氰胺的活性炭置入高溫煅燒爐中，在氮氣保護的條件 下，以升溫速率為5°C /min從室溫升至800°C，并在800°C下保持I小時，冷卻后得到以三聚 氰胺為氮源進行表面氮摻雜的富氮顆?；钚蕴棵摿騽?。
[0047]元素分析表明其氮元素含量為2.6%,脫硫性能測試結(jié)果如圖2所示，其穿透硫容 為 255mg/g。
[0048]實施例3
[0049]將10-20目顆粒活性炭浸泡在質(zhì)量濃度為50%的硝酸溶液中，在60°C下反應I小 時。酸洗后的顆粒活性炭用去離子水沖洗至PH = 6-7，然后在烘箱中105°C干燥過夜。將 200克尿素溶解于1000毫升質(zhì)量濃度為50%的乙醇水溶液中，配成尿素溶液。將100克經(jīng) 酸洗后的顆?；钚蕴康谷肷鲜瞿蛩厝芤褐?，在60°C下一邊攪拌一邊加熱，緩慢蒸發(fā)掉乙醇 和水分，然后在烘箱中105°C干燥過夜。將負載了尿素的活性炭置入高溫煅燒爐中，在氮氣 保護的條件下，以升溫速率為5°C /min從室溫升至850°C，并在850°C下保持I小時，冷卻后 得到以尿素為氮源進行表面氮摻雜的富氮顆?；钚蕴棵摿騽?。
[0050]元素分析表明其氮元素含量為3.7%,脫硫性能測試結(jié)果如圖3所示，其脫硫容量 為 208mg/g。
[0051]對比例5
[0052]將200克尿素溶解于1000毫升50%的乙醇水溶液中，配成尿素溶液。將100克 10-20目顆?；钚蕴康谷肷鲜瞿蛩厝芤褐?，在60°C下一邊攪拌一邊加熱，緩慢蒸發(fā)掉乙醇 和水分，然后在烘箱中105°C干燥過夜。將負載了尿素的活性炭置入高溫煅燒爐中，在氮氣 保護的條件下，以升溫速率為5°C /min從室溫升至750°C，并在750°C下保持I小時，冷卻后 得到以尿素為氮源進行表面氮摻雜的富氮顆粒活性炭脫硫劑。[0053]元素分析表明其氮元素含量為3.1%,脫硫性能測試結(jié)果如圖3所示，其脫硫容量 為 97mg/g。
[0054]實施例4
[0055]將10-20目的顆粒活性炭浸泡在質(zhì)量濃度為30%的磷酸溶液中，在60°C下反應2 小時。酸洗后的顆?；钚蕴坑萌ルx子水沖洗至PH = 6-7，然后在烘箱中105°C干燥過夜。 將100克尿素溶解于1000毫升水中，配成尿素溶液。將100克經(jīng)酸洗后的10-20目顆粒 活性炭倒入上述尿素溶液中，在60°C下一邊攪拌一邊加熱，緩慢蒸發(fā)掉水分，然后在烘箱中 105°C干燥過夜。將負載了尿素的活性炭置入高溫煅燒爐中，在氮氣保護的條件下，以升溫 速率為5°C /min從室溫升至850°C，并在850°C下保持I小時，冷卻后得到富氮顆?；钚蕴?脫硫劑。
[0056]實施例5
[0057]將10-20目顆?；钚蕴拷菰?50毫升質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸中，冰浴攪拌下 緩慢加入18克高錳酸鉀，冰浴下反應I小時，然后在35°C下反應I小時。表面氧化處理后 的顆?；钚蕴咳ルx子水沖洗至PH = 6-7，然后在烘箱中105°C干燥過夜。將100克尿素溶 解于1000毫升水中，配成尿素溶液。將100克經(jīng)表面氧化處理后的10-20目活性炭倒入上 述尿素溶液中，在60°C下一邊攪拌一邊加熱，緩慢蒸發(fā)掉水分，然后在烘箱中105°C干燥過 夜。將負載了尿素的活性炭置入高溫煅燒爐中，在氮氣保護的條件下，以升溫速率為5°C / min從室溫升至800°C，并在800°C下保持I小時，冷卻后得到富氮顆?；钚蕴棵摿騽?。
【權(quán)利要求】
1.一種富氮多孔碳脫硫劑，其特征在于，由經(jīng)表面氧化預處理后的多孔碳材料和經(jīng)浸 潰燒結(jié)固著在多孔碳材料表面上的含氮官能團構(gòu)成，其中氮元素的質(zhì)量含量為脫硫劑總質(zhì) 量的0.5?5.0%。
2.按照權(quán)利要求1所述的富氮多孔碳脫硫劑，其特征在于，所述多孔碳材料為顆粒活 性炭或活性炭纖維。
3.制備權(quán)利要求1或2所述富氮多孔碳脫硫劑的方法，包括如下步驟:(1)表面氧化預處理:將商業(yè)可得的多孔碳材料浸泡在強氧化劑溶液中于不高于60°C 下進行表面氧化預處理，增加多孔碳材料表面的含氧官能團，充分氧化處理后取出，用去離 子水沖洗至洗滌液的pH值為6?7，然后經(jīng)干燥處理后進入下一工序；(2)含氮化合物浸潰:將含氮化合物溶解到溶劑中配制成溶液，與經(jīng)步驟(I)氧化預處 理得到的多孔碳材料進行均勻混合，充分浸潰使含氮化合物均勻分散在多孔碳材料的孔隙 及外表面上，于不高于100°C的溫度下蒸發(fā)除去浸潰有含氮化合物的多孔碳材料中的溶劑， 再經(jīng)干燥處理進入下一工序，多孔碳材料與含氮化合物的質(zhì)量比為1:0.02?3 ;(3)高溫煅燒:將步驟(2)得到的浸潰有含氮化合物的多孔碳材料放入高溫煅燒爐中， 在惰性氣體保護下升溫至400-1000°C煅燒0.5-12h，使含氮化合物分解并與活性炭表面進 行反應，冷卻后即制備得到表面含有豐富含氮官能團的富氮多孔碳脫硫劑。
4.按照權(quán)利要求3所述的富氮多孔碳脫硫劑制備方法，其特征在于，所述強氧化劑選 自硝酸、磷酸，或者是硫酸與高錳酸鉀的混合溶液。
5.按照權(quán)利要求4所述的富氮多孔碳脫硫劑制備方法，其特征在于，所述強氧化劑選 擇質(zhì)量濃度為20-50%的硝酸。
6.按照權(quán)利要求3所述的富氮多孔碳脫硫劑制備方法，其特征在于，所述含氮化合物 選自二氰二胺、尿素和三聚氰胺。
7.按照權(quán)利要求3所述的富氮多孔碳脫硫劑制備方法，其特征在于，所述溶劑為水、乙 醇、其它有機溶劑或者是水和有機溶劑的混合液。
8.按照權(quán)利要求3至7之一所述的富氮多孔碳脫硫劑制備方法，其特征在于，所述浸潰 有含氮化合物的多孔碳材料于40-100°C下蒸發(fā)去除溶劑，于105-150°C進行干燥處理。
9.按照權(quán)利要求3至7之一所述的富氮多孔碳脫硫劑制備方法，其特征在于，所述煅燒 按照1_20°C /min升溫速率升溫至400?1000°C。
10.按照權(quán)利要求9所述的富氮多孔碳脫硫劑制備方法，其特征在于，所述煅燒按照 3-10°C /min升溫速率升溫至400?1000°C。
【文檔編號】B01D53/82GK103432897SQ201310357689
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】劉勇軍, 尹華強, 程琰, 李新, 李建軍 申請人:四川大學