[发明专利]一种以稀土元素掺杂的类水滑石为前驱体的硫化氢选择性氧化催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种以稀土元素掺杂的类水滑石为前驱体的硫化氢选择性氧化催化剂，其特征在于，所述催化剂的通式为Mg²⁺₂Al³⁺_1-xR_xO，x = 0.02～0.2，R是Ce、Y、La元素中的一种。

2.一种制备如权利要求1所述催化剂的方法，其特征在于，该催化剂是以可溶性镁盐、可溶性铝盐和可溶性稀土元素盐为原料通过水热法制得，具体包含以下步骤：

1) 在室温下将可溶性镁盐、可溶性铝盐和可溶性稀土元素盐配置成澄清的混合溶液A，超声5～10分钟使之混合均匀；配置碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液B，其中碳酸钠和氢氧化钠的浓度分别为0.1 mol/L和1.2 mol/L；

2) 在三口烧瓶中装入50～75 mL的去离子水，在剧烈搅拌下，缓慢地同时滴加混合溶液A和混合溶液B，滴加过程中保持体系的pH = 9～11，滴加完毕后，继续搅拌悬浮液0.5～1.5 h；

3) 将步骤2) 所得的悬浮液转入聚四氟乙烯水热釜中，于80～95 ℃条件下反应20～30 h；

4) 将步骤3) 所得的晶化产品抽滤洗涤至滤液为中性，在85～110 ℃条件下干燥10～15 h，即得稀土元素掺杂的类水滑石前驱体；

5) 将步骤4) 所得的干燥样品置于马弗炉中，于空气气氛下以2～4 ℃/min的升温速率升至600 ℃并焙烧3.5～4.5 h，焙烧后的样品经压片、研磨、过筛，即得所述以稀土元素掺杂的类水滑石为前驱体的硫化氢选择性氧化催化剂。

3.根据权利要求2所述的一种以稀土元素掺杂的类水滑石为前驱体的硫化氢选择性氧化催化剂的制备方法，其特征在于，所述可溶性镁盐为MgCl₂、Mg(NO₃)₂、MgSO₄中的一种。

4.根据权利要求2所述的一种以稀土元素掺杂的类水滑石为前驱体的硫化氢选择性氧化催化剂的制备方法，其特征在于，所述可溶性铝盐为AlCl₃、Al(NO₃)₃、Al₂(SO₄)₃中的一种。

5.根据权利要求2所述的一种以稀土元素掺杂的类水滑石为前驱体的硫化氢选择性氧化催化剂的制备方法，其特征在于，所述可溶性稀土元素盐为Ce(NO₃)₃·6H₂O、Y(NO₃)₃·6H₂O、La(NO₃)₃·6H₂O中的一种。

6.如权利要求1所述的一种以稀土元素掺杂的类水滑石为前驱体的硫化氢选择性氧化催化剂的应用，其特征在于，用于天然气、原油以及煤工业生产过程中产生的硫化氢气体的选择性催化氧化，所适用的反应温度为100～220 ℃，空速为1000～36000 mL·h^-1·g^-1，原料气中H₂S的浓度为100～5000 ppm，O₂的浓度为H₂S的浓度的一半，平衡气是N₂。