[发明专利]一种同时脱除磷化氢、硫化氢和氰化氢的催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种同时脱除磷化氢、硫化氢和氰化氢的催化剂的制备方法，属于材料制备和大气污染防治领域。本发明所述方法为：将多壁碳纳米管压片、筛分后，使用低温等离子体对其进行预处理；对预处理后的多壁碳纳米管进行超声浸渍；对浸渍后的碳纳米管进行干燥和活化处理；最后使用低温等离子体修饰活化后的碳纳米管制得所需催化剂。本发明具有材料新颖，价格低廉，制备过程易于操作等优点，对磷化氢、硫化氢和氰化氢具有良好脱除效果，能够广泛应用于多种气源中磷化氢、硫化氢和氰化氢的同时脱除。

技术领域

本发明涉及一种同时脱除磷化氢、硫化氢和氰化氢的催化剂的制备方法，属于材料制备和大气污染防治领域。

背景技术

H₂S 和 PH ₃广泛存在于大气环境中，工业中未经处理的H₂S 和 PH ₃排放到大气环境中会对生态环境和人体健康造成巨大的危害，另外H₂S的存在容易导致催化剂中毒，并且对工业生产设施具有很强的腐蚀作用。HCN为剧毒物质，具有较强的稳定性，其毒性是 CO的 35 倍，是一种致命性气体，对人体健康和环境保护有极大的危害。在黄磷生产中所产生的黄磷尾气中含有大量的CO和少量的PH3、H2S、HCN等有毒气体，是一种主要的大气污染物又是一种不可多得的二次资源，未经处理的黄磷尾气直接排入大气中将会造成严重的大气污染，直接燃烧又会造成CO的严重浪费。能够有效地脱除PH₃、H₂S、HCN等有毒气体对于CO的回收利用具有重要的意义。

中国专利CN108057441A公开了名称为“一种用于磷化氢分解的铁基金属蜂窝状催化剂的制备”该方法制备工艺简单，对磷化氢催化效率高，但是需要加入纳米金属粉末，价格昂贵，且存在不易循环使用等缺点。方法中国专利CN104888692B公开了名称为“一种同时脱除硫化氢、磷化氢、砷化氢吸附剂的制备方法”的发明，通过该发明制备的材料对磷化氢和硫化氢具有很好的净化效果，脱除率能够同时达到100%，但是作为吸附剂存在易于穿透的缺点，另外在材料的制备过程中钴金属的加入具有二次污染的风险。中国专利106621779A公开了名称为“一种用于同时脱除硫化氢、磷化氢和氰化氢的锰矿渣浆液的制备方法”的发明，该发明不仅实现了矿渣的资源化利用，并且具有脱除效率高和持续时间长的优点，但是矿渣成分复杂，对硫化氢、磷化氢、砷化氢气体的作用机理较为复杂，难以进行深入研究。

磷化氢和硫化氢的同时脱除技术主要包括液相氧化还原法、液相催化氧化法、湿式催化氧化法、催化分解法、吸附-催化氧化法等方法。氰化氢的净化技术主要有吸收及液相催化氧化法、吸附法、燃烧法、气固相催化氧化法、气固相催化水解法、气固相催化氧化/催化水解联合脱除等方法。同时脱除磷化氢、硫化氢和氰化氢的相关研究较少，目前相关研究主要存在着催化剂成分复杂导致净化过程中作用机理不易分析和脱除性能较差的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同时脱除磷化氢、硫化氢和氰化氢的催化剂的制备方法，该催化剂组分简单且能够长时间对磷化氢、硫化氢和氰化氢进行有效脱除，具体包括以下步骤：

（1）对多壁碳纳米管进行压片，研磨、筛分后得到40-60目的多壁碳纳米管，在空气氛围下对多壁碳纳米管进行低温等离子体处理，得到纯化后的多壁碳纳米管。

（2）将步骤（1）得到的多壁碳纳米管浸渍到硝酸铜和硝酸铁的混合溶液中，充分混匀，超声浸渍30-60min，其中超声频率为25-35kHz；在硝酸铜和硝酸铁的混合溶液中硝酸铜的质量为多壁碳纳米管质量的 2-10%，硫酸铁的质量为多壁碳纳米管质量的 1-5%。

（3）将浸渍后的多壁碳纳米管进行干燥，然后在300-600℃条件下焙烧3-5h，将焙烧后的多壁碳纳米管压片，研磨、筛分至100-200目。

（4）在氨气气体氛围下对筛分后的多壁碳纳米管进行低温等离子体表面修饰，制得能够同时脱除磷化氢、硫化氢和氰化氢的催化剂。