[發(fā)明專利]鈰元素改性介孔氧化硅吸附劑及其制備方法和在汽油脫硫中的應用

無效

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• 申請日: 2012-07-29
• 公開（公告）號: CN102773072A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設計）人: 劉曉勤;孫林兵;殷俞;蔣文娟;李艷華
• 申請（專利權）人: 南京工業(yè)大學
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/30;C10G25/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;劉成群

技術領域

本發(fā)明屬于汽油脫硫領域，涉及一種鈰元素改性介孔氧化硅吸附劑及其制備方法和在汽油脫硫中的應用。

背景技術

燃料油（汽油、柴油和煤油等）中所含的硫醇、硫醚、硫氧化物以及噻吩類硫化物是導致環(huán)境污染的主要因素之一。燃料油燃燒后這些含硫化物會生成硫氧化物，排放到大氣中形成酸雨，污染空氣，使汽車尾氣處理的催化劑中毒。因此，脫除這些含硫化合物是改善環(huán)境的迫切任務。現(xiàn)在應用普遍的加氫脫硫技術雖然可以降低燃料油中的硫含量，但是若達到深度脫硫的目的需要更高的能耗，還要增加氫的損耗，操作成本高、難度大。因此，理想的方案是開發(fā)新型吸附劑在溫和的條件下實現(xiàn)深度脫硫。吸附脫硫操作條件溫和，工藝簡單，成為目前的研究熱點。

吸附脫硫過程的重點是開發(fā)新型的吸附劑，提高吸附劑的吸附容量。文獻（Chem.Eng.Sci.,2008,63:356）報道了將CuCl負載在SBA-15及MCM-41上，作為吸附劑脫除JP-5燃油輕組分中的硫化物，結果顯示，吸附脫硫效果理想。

文獻（Chem.Eng.Sci.,2009,64:5240）報道了將AgNO₃負載在MCM-41及SBA-15上，脫除JP-5燃油輕組分中的硫化物，表現(xiàn)出良好的吸附性能。

近年來對脫硫吸附劑活性物種的研究都集中在銀和銅，尚未見到用鈰元素修飾介孔氧化硅SBA-15和MCM-48作為脫硫吸附劑的報道。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是在于提供一種用于脫除汽油中噻吩類硫化物的吸附劑，該吸附劑采用鈰元素修飾介孔氧化硅。

本發(fā)明另一個目的是提供上述吸附劑的制備方法。

本發(fā)明的還有一個目的是提供上述吸附劑對汽油進行吸附脫除噻吩類硫化物的方法。

本發(fā)明的再有一個目的是提供上述吸附劑的再生方法。

本發(fā)明的目的是通過下列技術方案實現(xiàn)的：

一種用于汽油脫硫的吸附劑，該吸附劑是鈰元素修飾的介孔氧化硅。

所述的吸附劑，其中鈰元素與介孔氧化硅中的硅元素的摩爾比為0.005～0.25。

提供鈰元素的化合物為硝酸鈰、氯化鈰、硫酸鈰、醋酸鈰；介孔氧化硅分子篩為SBA-15、MCM-48。

分子篩SBA-15、MCM-48是通過硅源TEOS（正硅酸四乙酯）水解，并分別以表面活性劑P123（EO₂₀PO₇₀EO₂₀）、CTAB（十六烷基三甲基溴化銨）為模板劑合成的介孔硅基材料，其模板劑在空氣氣氛下550℃焙燒5h脫除。

原位合成法合成鈰元素修飾的介孔氧化硅包括以下步驟：在介孔分子篩SBA-15或MCM-48的合成過程中，在硅源TEOS水解之前加入鈰元素與硅元素摩爾比為0.005～0.25的鈰鹽溶解，就可得到鈰元素修飾的介孔分子篩；

浸漬法合成鈰元素修飾的介孔氧化硅包括以下步驟：取0.00005～0.0025mol的鈰鹽溶解到水中，再加入0.6g?SBA-15或MCM-48攪拌24h，在80℃下蒸干，然后在100℃下干燥4h，之后在空氣氣氛下400～600℃下焙燒3～10h，得到鈰元素修飾的介孔氧化硅分子篩。

固相研磨法合成鈰元素修飾的介孔氧化硅包括以下步驟：稱取0.00005～0.0025mol的鈰鹽，在室溫下磨細，然后與0.6gSBA-15或MCM-48充分研磨，再在空氣氣氛下在400～600℃下焙燒3～10h，得到鈰元素修飾的介孔氧化硅分子篩。

原粉研磨法合成鈰元素修飾的介孔氧化硅包括以下步驟：稱取0.00005～0.0025mol的鈰鹽，在室溫下磨細，然后與1.2g原粉SBA-15或原粉MCM-48充分研磨，再在空氣氣氛下在400～600℃下焙燒3～10h，得到鈰元素修飾的介孔氧化硅分子篩。

一種汽油吸附脫硫方法，該方法采用上述吸附劑與含硫的汽油相接觸，利用吸附法實現(xiàn)汽油的脫硫。汽油與吸附劑接觸的條件是：溫度為室溫～50℃，壓力為常壓～0.5MPa；優(yōu)選溫度為室溫，壓力為常壓；脫硫對象為含噻吩類硫化物的汽油。

所述分子篩吸附劑的再生方法，該方法是將吸附飽和后的分子篩吸附劑在空氣氣氛、400～600℃下焙燒3～10h。

本發(fā)明提供的汽油脫硫方法中所述汽油含有的硫化物一般為噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及它們的衍生物等一系列的有機硫化物。

分子篩未加特殊說明都是指脫除模板劑的成品。原粉SBA-15、原粉MCM-48分別是指未脫除模板劑P123、CTAB的介孔氧化硅。

本發(fā)明的有益效果：