本发明属于催化环境，涉及一种室温氧化硫化氢的碳材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、人们一直致力于开发去除硫化氢的高效技术及材料。
2、在已开发的方法中，基于碳材料的室温氧化法因其高效和低成本的特点受到广泛关注。其原理是在一定湿度条件下，碳材料表面会形成水膜以吸收和解离硫化氢形成hs–，后者被活性氧物种氧化为单质硫，该方法条件温和，成本低，应用范围广。碱土金属氧化物及含氮官能团的引入能显著提升碳材料表面碱性从而促进硫化氢的吸附和解离。
3、cn102773075a公开了一种用于吸附硫化氢的中孔/微孔碳材料的制备方法。包括以下步骤：取一定量的糖类化合物溶解于含硫酸的水溶液中，将糖类化合物、浓硫酸和去离子水混均，加入sba-15作为模板剂，混匀，得到粘稠状的混合物，除去粘稠状的混合物中的水得到干燥粉末，对干燥粉末进行烧结，用碱性溶液洗涤去除模板剂，洗涤后过滤，得到初级碳材料，将初级碳材料在含有二氧化碳的环境下进行活化，得到碳材料，但是碳材料的制备方法复杂，制备成本高。
4、cn116020410a公开了一种用于脱除硫化氢的碳材料及其制备方法和应用。公开了用于脱除硫化氢的碳材料及其制备方法和该碳材料在处理氢气中的硫化氢中的应用。方法包括：将金属前驱体、木质素在溶剂中混合得到悬浊液，将悬浊液和沉淀剂进行沉淀反应得到固体产物，对固体产物进行焙烧，采用金属碱溶液浸渍所述焙烧产物，然后进行碳化，但是制备过程复杂，制备成本高。
5、因此，目前已开发的材料存在制备过程复杂、成本高、吸附容量有限的问题，因此，亟需开发一种简单、高效、低成本的碳材料用于室温氧化硫化氢。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种简单、高效、低成本的用于室温氧化硫化氢的碳材料及其制备方法和应用。
2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
3、本发明目的之一在于提供一种碳材料的制备方法，所述制备方法包括：将碳酸钙和有机镁盐混合后，碳化得到所述碳材料。
4、本发明选择有机镁盐，有机镁盐富含碳元素，较为适合用于制备碳基材料，且其中的镁分布均匀，高温碳化后易形成分布均匀的氧化镁活性物种。
5、本发明制备碳材料的方法制备过程简单、耗时短，制备得到的碳材料具有丰富的碱性位点及发达的孔结构，能够在室温下将硫化氢氧化为单质硫并对其进行储存，可广泛应用于各类气源中硫化氢的高效净化。
6、作为本发明优选的技术方案，所述碳酸钙和有机镁盐的质量比为1:5～1:20，其中所述质量比可以是1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19或1:20等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
7、本发明碳酸钙和有机镁盐的质量比过高，碳酸钙热解后生成的co2过多，破坏所制备碳材料的多孔结构，碳酸钙和有机镁盐的质量比过低，不利于多孔结构的形成，且碳酸钙热解后形成的氧化钙活性物种较少。
8、作为本发明优选地的技术方案，所述有机镁盐包括苯氧乙酸镁、六水单过氧化酞酸镁、葡萄糖酸镁或柠檬酸镁中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：苯氧乙酸镁和六水单过氧化酞酸镁的组合、六水单过氧化酞酸镁和葡萄糖酸镁的组合或葡萄糖酸镁和柠檬酸镁的组合等。
9、本发明中有机镁盐为高含碳量、不含硫的有机镁盐，含硫有机镁盐在热解过程中可能会残留硫物种，从而影响室温氧化硫化氢活性及其吸附容量计算；低含碳量有机镁盐会导致热解后形成的碳骨架较少，不利于硫化氢气体吸附及后续氧化产物的储存。
10、作为本发明优选的技术方案，所述混合包括研磨。
11、优选地，所述混合的时间为10～30min，其中所述时间可以是10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min或30min等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值。
12、作为本发明优选的技术方案，所述碳化的温度为600～900℃，其中所述温度可以是600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃或900℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
13、本发明碳化的温度过高，会破坏碳材料的多孔结构，本发明碳化的温度过低时，前驱体热解不完全，不利于形成多孔结构。
14、优选地，所述碳化的时间为1～3h，其中所述时间可以是1h、1.2h、1.4h、1.6h、1.8h、2.0h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h或3h等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
15、作为本发明优选的技术方案，所述碳化的升温速度为2～10℃/min，其中所述升温速度可以是2℃/min、3℃/min、4℃/min、5℃/min、6℃/min、7℃/min或8℃/min等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16、作为本发明优选的技术方案，所述碳化的气氛包括氮气气氛。
17、优选地，所述碳化的气体流速为50～200ml/min，其中所述气体流速可以是50ml/min、80ml/min、100ml/min、120ml/min、140ml/min、160ml/min、180ml/min或200ml/min等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
18、作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括：
19、将质量比为1:20～1:5的碳酸钙和有机镁盐混合后，温度为600～900℃、时间为1～3h和升温速率为2～10℃/min的碳化得到所述碳材料。
20、本发明目的之二在于提供一种碳材料，所述碳材料由如目的之一所述的制备方法制备得到。
21、本发明目的之三在于提供一种如目的之二所述的碳材料的应用，所述碳材料应用于硫化氢气体净化领域。
22、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
23、(1)本发明制备碳材料在常温常压下具有优异的净化硫化氢的性能，所制备的碳材料对硫化氢在室温下的吸附穿透时间达15小时，硫化氢吸附容量高达666.5mg/gcat；
24、(2)本发明制备得到的碳材料作为硫化氢的吸附剂，具有高活性物质含量和高比表面积的有益效果，其中，活性物质含量可以达到30.4wt.％，比表面积可以达到530.9m2/g；
25、(3)本发明制备碳材料的方法简单、制备过程耗时短，以及制备碳材料的成本低廉，可适用于大规模生产。
1.一种碳材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将碳酸钙和有机镁盐混合后，碳化得到所述碳材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳酸钙和有机镁盐的质量比为1:5～1:20。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述有机镁盐包括苯氧乙酸镁、六水单过氧化酞酸镁、葡萄糖酸镁或柠檬酸镁中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合包括研磨；
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述碳化的温度为600～900℃；
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述碳化的升温速度为2～10℃/min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述碳化的气氛包括氮气气氛；
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
9.一种碳材料，其特征在于，所述碳材料由如权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到。
10.一种如权利要求9所述的碳材料的应用，其特征在于，所述碳材料应用于硫化氢气体净化领域。
