本技术涉及一种无金属催化剂,用于煤气化过程中甲硫醇的催化分解。该催化剂由十六烷基三甲基溴化铵、氨水和正硅酸乙酯制成,通过离子水搅拌下逐滴加入正硅酸乙酯制备而成。
背景技术
含硫挥发性有机化合物,通常对生物体剧毒,在环境中具有持久性,被大多数国家视为需要严格控制的目标污染物。其中,甲硫醇(CH3
SH) 主要来源于工业生产、城市污水、污泥处理和垃圾处理设施,其浓度在几十到几百ppm之间,具有嗅觉阈值低、易挥发、高毒、高腐蚀性等特点,会对中枢神经系统和心血管系统造成危害。目前关于甲硫醇的去除方法有碱液吸收法、吸附法、直接燃烧法、催化氧化法、光催化降解法、生物法以及催化分解法等。催化分解法具有操作简单、不需要额外的添加剂、低污染等优点,被认为是一种降解甲硫醇最有效的方法。近年来,催化分解甲硫醇的催化剂主要有金属单质、金属氧化物、沸石分子筛和负载型分子筛四类。
目前为止,负载金属催化剂主要面临着金属毒性和成本高的问题;催化剂中使用的金属如果未经过适当处理或者由于泄露排放到环境中,会对生态环境产生负面影响;同时,工业中使用的金属催化剂如果未经适当控制,会通过空气、水或食物链进入人体,对人和居民的健康构成潜在风险。另一方面,金属催化剂由于其成本较高,且对于大规模应用来讲,使用高成本的金属催化剂会使生产成本大幅上升。除以上问题之外,由于在高温条件下,金属催化剂会发生烧结,形成大颗粒金属,导致比表面积降低,进一步导致其活性降低,与此同时,金属催化剂在催化分解甲硫醇的过程中,金属原子通常与硫原子之间存在强相互作用,会导致催化剂硫中毒,同样也会导致催化剂失活。因此,为实现甲硫醇的高效去除,寻求一种制备方法简单、性能优异的催化剂显得至关重要。
除此之外,在褐煤气化过程中,会产生大量的水分子,而这些水分子的存在会显著影响催化剂的活性。因此,在催化剂的设计过程中,必须考虑水分子对催化剂性能的影响。
实现思路