[發明專利]一種磁性吸附劑、制備方法及其在燃料油脫硫中的應用

有效

• 申請號: 201310291052.4
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103331142A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 劉曉勤;孫林兵;談朋;劉定華
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/28;B01J20/30;C10G25/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 郭百濤

1.一種磁性吸附劑，由載體和吸附組分組成，其特征在于所述的載體為核殼復合微球，核殼復合微球的內核為四氧化三鐵，外殼為多孔二氧化硅，核殼復合微球的大小為400～1000nm，比表面為400～1000m²/g，孔容為0.2～0.8cm³/g，介孔的孔徑尺寸為2～6nm；所述的吸附組分為硝酸銀、氟化銀和高氯酸銀中的一種或幾種，其中銀元素與外殼中的硅元素的摩爾比為0.018～0.13。

2.根據權利要求1所述的磁性吸附劑，其特征在于所述的核殼復合微球的制備方法包括以下步驟：

A、以無水三氯化鐵、無水檸檬酸鈉和無水乙酸鈉為原料使用水熱法合成四氧化三鐵納米顆粒；

B、以四氧化三鐵納米顆粒作為吸附劑種子，在醇水溶液中，利用溶膠-凝膠化學原理，通過硅源水解，并以表面活性劑為模板劑，合成具有有序介孔結構的表面活性劑和二氧化硅復合材料，模板劑在空氣氣氛下焙燒脫除，得到具有磁性和有序介孔孔道的四氧化三鐵/多孔二氧化硅的核殼復合微球。

3.根據權利要求2所述的磁性吸附劑，其特征在于所述的硅源為硅酸鈉、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯中的一種或幾種，其中硅源水解時還要加入生成二氧化硅的催化劑，催化劑為酸性或堿性催化劑，所述的酸性催化劑為稀鹽酸、醋酸中的一種或幾種，所述的堿性催化劑為氫氧化鈉、氨水、氫氧化鉀中的一種或幾種；所述的表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）、十六烷基三甲基氯化銨（CTAC）、EO₂₀PO₇₀EO₂₀（P123）中的一種或幾種；所述的醇水溶液中的醇為烷基醇，其中烷基醇為甲醇、乙醇、異丙醇中的一種或幾種，烷基醇和水的質量比為9:1～1:9。

4.一種如權利要求1－3任一所述的磁性吸附劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

A、以無水三氯化鐵、無水檸檬酸鈉和無水乙酸鈉為原料使用水熱法合成四氧化三鐵納米顆粒；

B、以四氧化三鐵納米顆粒作為吸附劑種子，在醇水溶液中，利用溶膠-凝膠化學原理，通過硅源水解，并以表面活性劑為模板劑，合成具有有序介孔結構的表面活性劑和二氧化硅復合材料，模板劑在空氣氣氛下焙燒脫除，得到具有磁性和有序介孔孔道的四氧化三鐵/多孔二氧化硅的核殼復合微球；

C、將制得的核殼復合微球作為載體放入容器中，加入蒸餾水和吸附組分，攪拌并蒸干，再分散3～10h，制得改性的納米吸附劑；其中所述的吸附組分為硝酸銀、氟化銀和高氯酸銀中的一種或幾種。

5.根據權利要求4所述的磁性吸附劑的制備方法，其特征在于所述的硅源為硅酸鈉、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯中的一種或幾種，其中硅源水解時還要加入生成二氧化硅的催化劑，催化劑為酸性或堿性催化劑，所述的酸性催化劑為稀鹽酸、醋酸中的一種或幾種，所述的堿性催化劑為氫氧化鈉、氨水、氫氧化鉀中的一種或幾種；所述的表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）、十六烷基三甲基氯化銨（CTAC）、EO₂₀PO₇₀EO₂₀（P123）中的一種或幾種；所述的醇水溶液中的醇為烷基醇，其中烷基醇為甲醇、乙醇、異丙醇中的一種或幾種，烷基醇和水的質量比為9:1～1:9。

6.根據權利要求4所述的磁性吸附劑的制備方法，其特征在于所述的吸附組分中銀元素與核殼復合微球中的硅元素的摩爾比為0.018～0.13。

7.根據權利要求4所述的磁性吸附劑的制備方法，其特征在于所述的蒸干是在60～100℃蒸干，蒸干后再繼續干燥2～5h；所述的分散是在氬氣、氮氣或氦氣氣氛下，50～200℃下分散3～10h。

8.一種如權利要求1－3任一所述的磁性吸附劑在在燃料油吸附脫硫中的應用。

9.根據權利要求8所述的磁性吸附劑在燃料油吸附脫硫中的應用，其特征在于包括以下步驟：將所述的吸附劑與含硫的燃料油相接觸，利用吸附分離法實現燃料油的脫硫，其中所述的吸附劑與含硫的燃料油相接觸條件如下：溫度為室溫～50℃，壓力為常壓～0.5MPa。

10.根據權利要求8所述的磁性吸附劑在燃料油吸附脫硫中的應用，其特征在于所述的磁性吸附劑可以再生，其再生方法如下：將吸附飽和后的磁性吸附劑使用溶劑在超聲中清洗，所用溶劑為甲苯、氮氮二甲基甲酰胺、異辛烷、四氯化碳中的一種或幾種，之后在氬氣、氮氣或氦氣氣氛下50～200℃下分散3～10h，得到再生的磁性吸附劑。