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专利号: 2019102236026
申请人: 湘潭大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种异质结催化剂用于催化分解硫化氢的方法,其特征在于,所述异质结催化剂包括含氮化钼的过渡金属氮化物或含碳化钼的过渡金属碳化物,还包括至少一种含二硫化钼的过渡金属硫化物,所述异质结催化剂中过渡金属硫化物的质量含量为1-99%,所述过渡金属氮化物或过渡金属碳化物的质量含量为1-99%;且所述异质结催化剂在微波条件下催化直接分解硫化氢,生成氢气和硫磺。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述催化剂中的过渡金属还包括钴、铁、镍中的一种或多种,因而所述过渡金属氮化物还包括氮化钴、氮化铁和氮化镍中的一种或多种,所述过渡金属碳化物还包括碳化钴、碳化铁和碳化镍中的一种或多种,所述过渡金属硫化物还包括硫化钴、硫化铁和硫化镍中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,微波和异质结催化剂共同催化分解硫化氢的过程中,微波功率为100-1000W,优选300-900W;催化床层的温度为300℃~1000℃,优选

500-750℃。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,微波和异质结催化剂共同催化分解硫化氢的过程中,待分解的硫化氢为含硫化氢的混合气体,且混合气体中硫化氢含量为2-

50vol%,优选10-20vol%。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述异质结催化剂为MoS2-MoNx。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述异质结催化剂的制备方法为在微波加热至300~1000℃的条件下,对含氮化钼或碳化钼的过渡金属氮化物或过渡金属碳化物通入含硫化氢的气体进行微波硫化处理,部分氮化钼或碳化钼转化为二硫化钼,另外部分氮化钼或碳化钼保持结构不变,得到所述异质结催化剂。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,制备所述异质结催化剂的微波硫化处理中,所述含硫化氢气体中硫化氢的体积分数为1%-100%,其余部分为氮气或惰性气体。

8.根据权利要求6所述方法,其特征在于,所述异质结催化剂的制备方法中,包括先将钼酸盐在空气中高温450℃-700℃处理1小时以上得到三氧化钼,再将所述三氧化钼在氨气中高温550-800℃处理1小时以上得到氮化钼;或者将六水合硝酸钴、六水合硝酸铁、六水合硝酸镍中的一种或多种与钼酸盐混合后在空气中高温450℃-700℃处理1小时以上得到过渡金属氧化物,再将所述过渡金属氧化物在氨气中高温550-800℃处理1小时以上得到含氮化钼的过渡金属氮化物;该氮化钼或含氮化钼的过渡金属氮化物最后能够用作原料在微波加热条件下与含硫化氢的气体反应进行微波硫化处理得到所述异质结催化剂。

9.根据权利要求8所述方法,其特征在于,所述异质结催化剂的制备方法中,包括将上述氮化钼或含氮化钼的过渡金属氮化物在甲烷和氢气的混合气中高温300℃-1000℃处理1小时以上得到碳化钼或含碳化钼的过渡金属碳化物;最后将该碳化钼或含碳化钼的过渡金属碳化物作为原料在微波加热条件下与含硫化氢的气体反应进行微波硫化处理得到所述异质结催化剂。

10.根据权利要求9所述方法,其特征在于,所述异质结催化剂的制备方法中,高温反应生成过渡金属氧化物、过渡金属氮化物和过渡金属碳化物的反应均在管式加热炉中进行,且高温加热时间均为2~8h。