[发明专利]一种酸改性介孔氧化物吸附剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种酸改性Ce‑Cu‑Al‑O_x复合介孔氧化物吸附剂及其制备方法，以及用于同时脱除硫化氢和磷化氢的应用。本发明以介孔铝氧化物作为载体，负载Ce、Cu的金属氧化物作为活性组分，并进一步用酸进行改性后制得所述吸附剂；本发明制备方法简单，易操作，成本低，本发明制备的吸附剂，吸附效果较未进行酸改性的Ce‑Cu‑Al‑O_x复合介孔氧化物吸附剂有明显提升。

技术领域

本发明涉及一种酸改性介孔氧化物吸附剂及其制备方法与应用，属于吸附/催化领域。

背景技术

乙炔气作为石油化工的原料，用来制造聚氯乙烯、聚丁橡胶、醋酸、醋酸乙烯酯等。随着国内聚氯乙烯（PVC）行业的快速发展，工业生产对乙炔气的需求也日益增加。目前乙炔气的生产主要包括湿法工艺和干法工艺两种，相比而言湿法乙炔发生工艺应用较干法更为普遍，但存在耗水量大、乙炔收率较低、电石渣浆产量大以及容易造成地下水和土壤污染等缺点。而干法发生工艺能有效克服湿法生产工艺的缺点，在安全、经济和环保等方面具有十分明显的优势。不论干法还是湿法生产乙炔工艺，粗乙炔气中除了乙炔外，还含有多种杂质气体，包括硫化氢（H₂S）、磷化氢（PH₃）、砷化氢（AsH₃）、氨（NH₃）以及微量有机物，其中含量较大的是硫化氢和磷化氢气体，如果不加以处理，不仅会造成聚氯乙烯生产的催化剂中毒，直接影响聚氯乙烯的产量。还会对周边环境以及人们身心健康构成威胁。因此，对粗乙炔气进行净化处理显得十分必要。目前脱除乙炔气中硫化氢和磷化氢的主要方法包括湿法和干法两类，相比而言，湿法由于其低廉的价格以及易于操作管理的特点被广泛应用于粗乙炔气的净化。然而却也存在着废水产生量大等缺点，对环境构成威胁。针对湿法存在的缺陷，采用干法就能有效抑制废水的产生。并且干法还具有脱除杂质效率高，材料易于再生等优点。因而，干法将会成为未来粗乙炔气净化的主导方向，具有广阔的发展前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种酸改性介孔氧化物吸附剂及其制备方法，通过酸性试剂来改变吸附剂表面酸度和酸性官能团的Ce-Cu-Al-O_x复合吸附剂材料及其制备方法；本发明的另一目的是将制得的吸附剂用于同时脱除H₂S和PH₃。

一种酸改性介孔氧化物吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）按48~52g/L的比例将表面活性剂P123溶于无水乙醇中，在磁力搅拌器上搅拌2~5h；

（2）依次将浓硝酸、异丙醇铝、硝酸铜、硝酸铈加入步骤（1）所得的溶液中，在磁力搅拌器上搅拌7~10h；加入浓硝酸调节溶液pH=4~6，异丙醇铝的加入量为0.185~0.205mol/L，硝酸铜的加入量为0.295~0.305mol/L，硝酸铈的加入量为0.02~0.03mol/L；

（3）将步骤（2）所得溶液置于40~70℃烘箱中，干燥老化40~72h；

（4）将步骤（3）所得固体干燥物置于马弗炉中焙烧，以1~3℃/min的速率升至300~650℃并恒温焙烧2~6h；

（5）将步骤（4）的焙烧产物置于10~20%的稀硝酸溶液中浸渍，焙烧产物与稀硝酸溶液比例为1g:50~60mL，于磁力搅拌器上以600~1000r/min的速率搅拌1~2h，过滤，干燥即得。

制得的吸附剂以介孔氧化铝作为载体，负载Ce、Cu两种活性氧化物形成Ce-Cu-Al-O_x复合吸附剂，吸附剂中Ce、Cu、Al的摩尔比为（0.8~1.2）:（11.8~12.2）:（7.4~8.2），其表面包含Lewis酸性位点和羟基官能团。

附图说明

图1为实施例1制得的吸附剂同时去除PH₃和H₂S的效果；