納米級(jí)廢氧化物脫硫劑的高附加值轉(zhuǎn)化及再生方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種納米級(jí)廢氧化物脫硫劑的高附加值轉(zhuǎn)化及再生方法，屬于脫硫劑的制備。
【背景技術(shù)】
[0002]脫硫劑是一種脫除廢氣中含硫化合物的凈化劑，含硫化合物是環(huán)境中惡臭污染物的主要成分，其一般來(lái)源于石油化工生產(chǎn)的副產(chǎn)物，隨社會(huì)的不斷進(jìn)步，對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求越來(lái)越高，需對(duì)含硫化合物進(jìn)行脫除，所以對(duì)脫硫劑的研究越來(lái)越多。納米氧化鋅是工業(yè)脫硫劑的主要成分，納米氧化鋅脫硫劑用于脫除原料中的硫化氫和有機(jī)硫，具有脫硫精度高、性能穩(wěn)定、耐一氧化碳性、耐二氧化碳性、耐水汽、硫容高、強(qiáng)度等特性，納米氧化物從結(jié)構(gòu)上具有獨(dú)特的表面效應(yīng)、電子效應(yīng)及量子尺寸效應(yīng)，因此廣泛應(yīng)用在合成甲醇、合成氨、煤化工、煉油制氣等各個(gè)產(chǎn)業(yè)中，用于脫除各種原料氣中的硫化氫及一些有機(jī)硫。
[0003]納米氧化鋅是工業(yè)中應(yīng)用廣泛的脫硫劑，但其價(jià)格昂貴，吸附含硫化合物后失活，失活后的氧化鋅目前沒(méi)有很好的處理方法，只好當(dāng)廢物排放。據(jù)統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)年排放廢脫硫劑近萬(wàn)噸，造成資源的極度浪費(fèi)，由于脫硫劑不能再生循環(huán)利用，企業(yè)需不斷地更換脫硫劑，導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高，效益降低。因此本發(fā)明研究廢氧化物脫硫劑高附加值轉(zhuǎn)化方法及再生。
[0004]大多廢脫硫劑的主要成分是硫化鋅，硫化鋅是一種不溶于水易溶于酸的白色或灰白的沉淀，將其進(jìn)行酸處理會(huì)產(chǎn)生酸水污染環(huán)境，高溫煅燒需極高的能量浪費(fèi)能源，目前沒(méi)有一種合理的方法轉(zhuǎn)化再生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種納米級(jí)廢氧化物脫硫劑的高附加值轉(zhuǎn)化及再生方法，其用沉淀轉(zhuǎn)化法將廢脫硫劑轉(zhuǎn)化為硫化銅等難溶硫化物，將硫化銅等難溶硫化物作為超級(jí)電容器電極材料、鋰電池電極材料及光催化劑等高附加值應(yīng)用領(lǐng)域。具有價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單、未使用強(qiáng)酸、不會(huì)有酸廢液產(chǎn)生、且未涉及高溫高壓、安全環(huán)保等特點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種納米級(jí)廢氧化物脫硫劑的高附加值轉(zhuǎn)化及再生方法，包括以下步驟:
(1)將廢氧化物脫硫劑研磨成顆粒，得到廢劑粉；
(2)將所述廢劑粉放到錐形瓶中與鹽溶液混合，按一定摩爾比進(jìn)行沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)，使廢劑粉轉(zhuǎn)化為硫化物沉淀和上清液；
(3)硫化物沉淀經(jīng)烘干后用作超級(jí)電容器電極材料、鋰電池電極材料、光催化劑；
(4)將所得上清液加入沉淀劑氨水，通過(guò)加入助鹽碳酸鈉溶液控制pH制備沉淀前驅(qū)物，抽濾后離心洗滌，恒溫干燥箱120°C烘干2h，馬弗爐煅燒得到氧化物脫硫劑。
[0007]采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明，其特別之處是:
沉淀轉(zhuǎn)化的原理是根據(jù)兩種沉淀溶度積的差異用沉淀轉(zhuǎn)化劑進(jìn)行轉(zhuǎn)化，一般都是保持陽(yáng)離子不變，陰離子的改變，本發(fā)明是保持陰離子不變，陽(yáng)離子改變，在適宜的條件下，轉(zhuǎn)化率接近100%。該方法操作簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，可控性好，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。
[0008]作為優(yōu)選，本發(fā)明根進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
所述的廢氧化物脫硫劑的成分為活性氧化物脫硫劑所對(duì)應(yīng)的硫化物。
[0009]所述的活性氧化物脫硫劑為納米氧化鋅、納米氧化鐵、納米氧化猛、納米氧化鎂、活性炭負(fù)載納米氧化物其中之一或復(fù)合納米氧化物及活性炭負(fù)載復(fù)合納米氧化物。
[0010]所述的鹽為可溶性鹽，鹽的濃度為0.2~lmol/L,該鹽陽(yáng)離子對(duì)應(yīng)的硫化物難溶于水，且溶解度小于活性氧化物脫硫劑所對(duì)應(yīng)的硫化物。
[0011 ] 沉淀轉(zhuǎn)化得到的硫化物沉淀為納米級(jí)硫化物。
[0012]納米氧化物制備過(guò)程中，所用氨水的百分含量為25%~28%，離心分離的轉(zhuǎn)數(shù)為1500~3000r/min,離心洗滌劑為:去離子水、無(wú)水乙醇、草酸。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明實(shí)施例所生成硫化銅粉末的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡照片；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例所用銅鹽為CuS04，不同條件下制備CuS后，上清液的ICP測(cè)定結(jié)果列表；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例所得納米氧化鋅粉末的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合實(shí)施例詳述本發(fā)明，目的僅在于更好的理解本
【發(fā)明內(nèi)容】
，所舉之例并非限制本
【發(fā)明內(nèi)容】
。
[0015]本實(shí)施例給出的一種納米級(jí)廢氧化物脫硫劑的高附加值轉(zhuǎn)化及再生方法，按下述步驟進(jìn)行:
沉淀轉(zhuǎn)化:
將柱狀廢納米氧化鋅脫硫劑用研缽研磨成廢劑粉，配制0.5mol/L的硫酸銅溶液，將硫酸銅溶液和廢劑粉按摩爾比1:1計(jì)算、稱(chēng)重，置于錐形瓶中(可另加CTAB表面活性劑)，在電爐煮沸的條件下用球形冷凝管回流反應(yīng)6h (可在反應(yīng)過(guò)程中進(jìn)行超聲)，反應(yīng)結(jié)束后抽濾收集黑色沉淀，用乙醇和蒸餾水洗滌沉淀后放在烘箱中90°C烘干3h，得到納米硫化銅。
[0016]氧化鋅脫硫劑的制備:
鋅離子溶液中逐滴加入沉淀劑氨水，用pH計(jì)控制溶液的pH值為偏堿性，加入0.25mol/L的助鹽碳酸鈉恒溫磁力攪拌下待反應(yīng)完全得到沉淀前驅(qū)體，將沉淀前驅(qū)體用真空栗抽濾，再用離心機(jī)洗滌沉淀，離心洗滌轉(zhuǎn)數(shù)為3000r/min，離心3次，8min/次，離心洗滌劑分別為去離子水、無(wú)水乙醇、草酸；洗滌后的沉淀在烘箱中烘干2小時(shí)，再將沉淀放在馬弗爐中煅燒1小時(shí)，得到納米氧化鋅粉末，擠條成型后得到納米氧化鋅脫硫劑。
[0017]參見(jiàn)圖1，從SEM圖中可以看出CuS晶型是納米片，粒徑大約在lOOnm左右。
[0018]參見(jiàn)圖2，可以發(fā)現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化率可達(dá)97.4%。
[0019]參見(jiàn)圖3，從SEM圖中可知氧化鋅的形貌是50nm左右的納米片。
[0020]以上所述僅為本發(fā)明較佳可行的實(shí)施例而已，并非因此局限本發(fā)明的權(quán)利范圍，凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效變化，均包含于本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種納米級(jí)廢氧化物脫硫劑的高附加值轉(zhuǎn)化及再生方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將廢氧化物脫硫劑研磨成顆粒，得到廢劑粉； (2)將所述廢劑粉放到錐形瓶中與鹽溶液混合，按一定摩爾比進(jìn)行沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)，使廢劑粉轉(zhuǎn)化為硫化物沉淀和上清液； (3)硫化物沉淀經(jīng)烘干后用作超級(jí)電容器電極材料、鋰電池電極材料、光催化劑； (4)將所得上清液加入沉淀劑氨水，通過(guò)加入助鹽碳酸鈉溶液控制pH制備沉淀前驅(qū)物，抽濾后離心洗滌，恒溫干燥箱120°C烘干2h，馬弗爐煅燒得到氧化物脫硫劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)廢氧化物脫硫劑的高附加值轉(zhuǎn)化及再生方法，其特征在于，所述的廢氧化物脫硫劑的成分為活性氧化物脫硫劑所對(duì)應(yīng)的硫化物。3.據(jù)權(quán)利要求2所述的納米級(jí)廢氧化物脫硫劑的高附加值轉(zhuǎn)化及再生方法，其特征在于，所述的活性氧化物脫硫劑為納米氧化鋅、納米氧化鐵、納米氧化猛、納米氧化鎂、活性炭負(fù)載納米氧化物其中之一或復(fù)合納米氧化物及活性炭負(fù)載復(fù)合納米氧化物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)廢氧化物脫硫劑的高附加值轉(zhuǎn)化及再生方法，其特征在于，所述的鹽為可溶性鹽，鹽的濃度為0.2~lmol/L,該鹽陽(yáng)離子對(duì)應(yīng)的硫化物難溶于水，且溶解度小于活性氧化物脫硫劑所對(duì)應(yīng)的硫化物。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)廢氧化物脫硫劑的高附加值轉(zhuǎn)化及再生方法，其特征在于，沉淀轉(zhuǎn)化得到的硫化物沉淀為納米級(jí)硫化物。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)廢氧化物脫硫劑的高附加值轉(zhuǎn)化及再生方法，其特征在于，步驟(4)中，所用氨水的百分含量為25%~28%，離心分離的轉(zhuǎn)數(shù)為1500~4000r/min，離心洗滌劑為:去離子水、無(wú)水乙醇、草酸。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種納米級(jí)廢氧化物脫硫劑的高附加值轉(zhuǎn)化及再生方法，包括以下步驟：將廢氧化物脫硫劑研磨成顆粒，得到廢劑粉；配制鹽的水溶液和廢劑粉混合進(jìn)行沉淀轉(zhuǎn)化，將廢劑粉轉(zhuǎn)化為難溶硫化物和上清液；將上清液中入沉淀劑得到沉淀前驅(qū)體，煅燒后得到氧化物脫硫劑。此外，轉(zhuǎn)化得到的難溶硫化物為納米級(jí)高附加值硫化物，可應(yīng)用于超級(jí)電容器、光催化劑等領(lǐng)域。本發(fā)明解決了氧化物脫硫劑使用后不能再生或再生所導(dǎo)致耗能高及大量強(qiáng)酸廢液排放，有利于資源有效利用和環(huán)境保護(hù)。
【IPC分類(lèi)】B01D53/96, B01D53/48, H01G11/30, B82Y40/00, B82Y30/00, H01M10/0525, B01J27/04, H01M4/58, C01G3/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105406064
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510722317
【發(fā)明人】高筠, 高杰, 秦占斌, 孫怡
【申請(qǐng)人】華北理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年10月31日