1.一种核壳型微波催化剂,其特征在于,所述催化剂包括MoCx核结构和包覆在外的ZrO2壳结构,所述催化剂为MoC‑Mo2C@ZrO2催化剂。
2.根据权利要求1所述的核壳型微波催化剂,其特征在于,催化剂中钼元素与锆元素的物质的量之比为2~20:1,优选3~8:1。
3.根据权利要求1或2所述的核壳型微波催化剂,其特征在于,所述催化剂通过先制备含碳二氧化钼,再将含碳二氧化钼与水和正丁醇锆发生水解和缩聚反应,并将反应所得的固体干燥和焙烧而得。
4.一种如权利要求1~3中任意一项所述核壳型微波催化剂的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:步骤A、制备粉末状的含碳二氧化钼;
步骤B、将所述粉末状的含碳二氧化钼与分散剂混匀后,加入水、表面活性剂和正丁醇锆发生水解和缩聚反应;反应后进行固液分离,将收集的固体进行洗涤和干燥得到所述核壳型催化剂的前驱体;所述前驱体在400~1000℃下和氮气气氛下焙烧后得到所述核壳型催化剂,优选焙烧温度为700~900℃,更优选700~800℃。
5.根据权利要求4所述制备方法,其特征在于,步骤A包括将钼酸铵与乙二醇混匀,加入硝酸继续搅拌,然后在120~180℃的条件下水热反应,生成的固体使用水和乙醇冲洗干净,再在干燥和在400~600℃的条件下焙烧得到所述粉末状的含碳二氧化钼,优选在N2气氛下焙烧。
6.根据权利要求4所述制备方法,其特征在于,步骤B中,所述分散剂为乙醇,所述表面活性剂为聚氧乙烯月桂醚;步骤B中正丁醇锆发生水解和缩聚反应的反应温度为0~60℃,优选20~40℃;步骤B中使用乙醇和水洗涤所述固体。
7.根据权利要求6所述制备方法,其特征在于,步骤B中,含碳二氧化钼与分散剂乙醇用量比例为1g:50~500ml,优选1g:100~200ml;步骤B中含碳二氧化钼与水、聚氧乙烯月桂醚和正丁醇锆的用量比例为1g:0.2~20ml:0.2~20ml:0.2~15ml,优选1g:0.2~1ml:0.2~
1ml:0.5~2ml;更优选步骤B中含碳二氧化钼与正丁醇锆的用量比例为1g:0.67~1.33ml,更优选步骤B中含碳二氧化钼与正丁醇锆的用量比例为1g:0.8~1.2ml。
8.一种如权利要求4~7中任意一项所述方法制备的核壳型微波催化剂。
9.一种如权利要求1~3以及权利要求8中任意一项所述催化剂或者如权利要求4~7中任意一项所述方法制备的催化剂在微波催化直接分解H2S制备H2和硫磺反应中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,在微波催化反应装置的石英反应管中填充MoC‑Mo2C@ZrO2催化剂形成微波催化反应床,含硫化氢的混合气体通入微波催化反应床,在微波和MoC‑Mo2C@ZrO2催化剂的共同作用下发生气‑固反应,H2S直接分解为氢气和硫磺;
微波催化反应的温度为300‑1000℃,优选450‑650℃;且含硫化氢的混合气体中硫化氢的含量为1‑50vol%,优选为10‑20vol%。