[发明专利]一种室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料，其特征在于，该复合材料为液态有机胺改性的中孔碳，其原材料包括以下组分及重量份含量：

2.根据权利要求1所述的一种室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料，其特征在于，所述的有机前驱体包括按摩尔比1:(1.5-3)混合的酚类及醛类；

所述的无机模板剂包括二氧化硅溶胶；

所述的结构导向剂包括氧化石墨烯或纳米纤维素；

所述的交联剂包括1,6-己二胺；

所述的有机胺包括多乙烯多胺、二乙烯三胺、三乙烯二胺、四乙烯五胺或乙醇胺或二乙醇胺中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的一种室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料，其特征在于，所述的酚类包括苯酚或间苯二酚，所述的醛类包括甲醛；

所述的二氧化硅溶胶为商用的SM-30、HS-30或AS-30中的一种。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将酚类溶于醛类的水溶液中，得到有机前驱体的水溶液；

(2)将无机模板剂和交联剂溶于水中超声混合，再将结构导向剂的水溶液迅速加入到上述混合溶液中，并持续搅拌，然后将有机前驱体的水溶液加入到上述混合溶液中，搅拌至溶液混合均一；

(3)将混合均一的溶液密封保存，得到有机聚合物，并通过冷冻干燥之后可得到固体粉末；

(4)将固体粉末在惰性气氛中进行高温炭化，自然冷却后，经过刻蚀、水洗之后即可得到中孔碳；

(5)将中孔碳加入到液态有机胺的溶液中浸渍，干燥后即可得到室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料。

5.根据权利要求4所述的一种室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述超声混合的时间为20-40min；所述持续搅拌的时间为5-15min；所述密封保存的温度为80-95℃，时间为40-60h，所述高温炭化的温度为400-800℃，时间为1-10h，所述惰性气氛为氮气或氩气。

6.根据权利要求5所述的一种室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述高温炭化的升温程序为以2℃/min的升温速率升温至400℃，恒温1h，再以相同的升温速率升温至800℃并恒温2h。

7.根据权利要求4所述的一种室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述的刻蚀，采用HF进行刻蚀；所述液态有机胺的溶液包括水溶液、甲醇溶液或乙醇溶液，浸渍时，液态有机胺与中孔碳的质量比为(5-40):(60-95)，浸渍时间为4-8h；所述干燥的温度为40-60℃。

8.根据权利要求4所述的一种室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述的中孔碳的比表面积为810-1154m²/g，孔容为2.26-3.46cm³/g，孔径为7.5-27nm。

9.一种如权利要求1-4任一项所述的室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料的应用，其特征在于，该复合材料用于在室温下脱除H₂S，具体步骤为：将中孔碳复合材料填充在固定床反应器中，控制固定床反应器的温度恒定，反应压力为常压，使H₂S混合气体以一定空速通过固定床反应器，利用含有FPD检测器的气相色谱检测反应器出口处的H₂S气体浓度，当H₂S气体出口浓度达到进口浓度的5％时认为中孔碳复合材料被穿透。

10.根据权利要求9所述的一种室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料的应用，其特征在于，所述的固定床反应器的温度控制在15-30℃，流经固定床反应器的混合气体空速为500-10000h^-1；混合气体中H₂S浓度为100-1000ppm，O₂浓度为1-20％，N₂浓度为80-100％，相对湿度为30-100％。