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本文以合成具有高催化活性、高选择性及高脱除效率的脱硫脱氰催化剂为目的,在原双核酞菁钴磺酸盐(PDS)催化剂的组成结构上加以改进,合成出以双核酞菁钴磺酸盐为主要成份的新型脱硫脱氰催化剂。并通过活性及副盐的测定找到催化剂的最佳组成配比:双核酞菁钴磺酸盐与水杨酸络合锰的质量比为1∶0.8-1∶3。 结合实验测定,探讨了催化剂浓度、脱硫溶液碱度及反应温度等因素对Na2S催化氧化反应的影响。研究结果表明:随着催化剂浓度的增加该催化反应的前20分钟吸氧体积逐渐增大,但整个反应过程的总的吸氧体积趋向于一定值;脱硫溶液碱度小于0.2N时,催化活性随碱度的增大而提高,当碱度大于0.25N时,催化活性随着碱度的增大而下降,在0.2-0.25N范围内,催化剂的活性最高;反应温度越高,反应过程中产生的副盐也越高,反应温度控制在30-45℃范围内对脱硫反应较为有利。 实验和生产实际均证明,合成的新型脱硫脱氰催化剂在催化活性、选择性及脱硫效率方面都比原催化剂(PDS)有所提高,更能较好地适用于现有的脱硫工艺。 此外,还对H2S液相催化氧化反应的机理进行了探讨。通过电化学方法及光谱技术等手段对PDS催化Na2S氧化反应过程进行了研究,结果表明:催化反应过程中,分子氧与催化剂分子结合,且被活化成超氧负离子O2-;中心金属离子发生了价态变化。实验测定和量子化学理论计算均表明,在催化反应过程中,催化剂分子本身发生了歧化反应形成催化电池,实现了底物(HS-)与分子氧间的电子转移。其反过程为阴极反应 O2+Co(Ⅰ)Pc→O2-+Co(Ⅱ)Pc阳极反应H2S-+Co(Ⅲ)Pc→HS·+Co(Ⅱ)Pc从而导致催化反应按自由基历程进行。 最后,简单介绍了PDS法去除工业气体中H2S的脱硫工艺。