Fe_(2)O_(3)/TiO_(2)催化剂的H_(2)S选择性催化氧化反应研究

作者：邢向文; 张肖阳; 汤吉昀; 王欣欣; 崔琳; 董勇

来源：煤炭学报, 2021, 1-8.

DOI：10.13225/j.cnki.jccs.2021.0894

• 硫化氢
• 选择性催化氧化
• Fe2O3/TiO2
• 溶胶凝胶法

采用溶胶凝胶法制备了Fe2O3/TiO2催化剂，通过BET、XRD、XPS和XRF等对催化剂物化性质进行了表征，并利用固定床反应系统考察了该催化剂对H2S选择性催化氧化反应的活性。结果表明，当Fe2O3负载量低于15%时，随着负载量增大，催化剂比表面积逐渐增大，Fe2O3以高度分散态或非晶体形态均匀存在于催化剂体相中；而继续增大Fe2O3负载量到20%，催化剂比表面积下降，催化剂内Fe2O3以晶体形式存在并会堵塞催化剂表面的孔结构。随着负载量的增加，Fe2O3/TiO2的H2S转化率和产硫率先增加后减小，而硫选择性不断减小，15% Fe2O3/TiO2催化剂具有最佳的催化活性，在反应温度180 ℃、O2/H2S摩尔比为0.5的条件下，催化剂的H2S转化率、硫选择性和产硫率分别为96.57%、95.88%和92.60%。反应温度和O2/H2S摩尔比对催化剂催化活性有较大影响。随着反应温度升高，催化剂的H2S转化率先增大后减小，硫选择性和产硫率则不断减小；O2/H2S摩尔比增加，H2S转化率不断升高，硫选择性则逐渐下降，产硫率具有先增加后降低的趋势，在O2/H2S摩尔比为0.5时产硫率最大。反应后催化剂表征分析表明Fe2O3/TiO2催化剂H2S催化氧化的主要产物是单质硫和硫酸铁。此外，提出了Fe2O3/TiO2催化剂可能的H2S选择性催化氧化机理，其中Fe3+是主要的活性组分，在H2S选择性催化氧化反应中起主要作用，硫酸铁的生成和单质硫的沉积为催化剂失活的主要原因。

• 单位
  山东大学; 昌吉学院