[發明專利]一種分離油品中吲哚的智能材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410095822.2
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN103881037A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 徐婉珍;曹陽;吳向陽;黃衛紅
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C08F292/00
• 分類號: C08F292/00;C08F226/06;C08F222/14;C08J9/26;B01J20/26;B01J20/30;C10G25/00
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技術領域

本發明屬于環境污染控制化學技術領域，涉及一種硅膠表面智能材料的制備方法及其分離油品中的吲哚的性能特征，具體涉及一種分離油品中吲哚的智能材料的制備方法。

背景技術

在石油產品中，氮的存在給發動機的使用、環境、油品的精制及油品的質量都帶來了很大的危害。氮化物能參與成交反應，對油品的安定性影響較大；汽油、柴油中的含氮化合物在燃燒后會生成氮氧化物NOx，其中最主要的是二氧化氮(NO₂)。NO₂是大氣環境主要的污染源，是形成光化學煙霧和酸雨的直接原因。因而開發超低氮或無氮燃料油已成為一項非常緊迫的研究課題。

石油中的氮化物分為兩類，即堿性氮化物和非堿性氮化物。所謂堿性氮化物，是指在冰乙酸溶液中能與高氯酸反應的含氮化物。目前已經分離和鑒定的堿性氮化物主要有吡啶、喹啉、異喹啉、氮雜蒽、氮雜菲等及其同系物。非堿性氮化物主要是吡咯、吲哚、咔唑等及其同系物，另外還有一類重要的非堿性氮化物——金屬卟啉化合物，它主要集中在殘渣油中。其中堿性氮可以通過酸萃取等方式脫出，而非堿性氮則要采用兩步走的戰略。目前，國內外比較成熟的脫氮技術有加氫脫氮技術、氧化脫氮技術、萃取脫氮技術、絡合脫氮技術、吸附脫氮技術等。加氫脫氮技術是世界范圍內廣泛應用的一種脫氮方法。然而，加氫脫氮技術要求高溫、高壓的反應條件，且耗費大量的氫氣，生產超低氮油品會使脫氮成本急劇增大，經濟上難以承受，而酸萃取脫氮技術又難以對非堿性氮進行有效的脫出，所以世界各國致力于開發新的脫氮技術。新的脫氮技術主要有氧化脫氮技術、吸附脫氮技術生物脫氮技術等。其中，吸附脫氮技術以其脫氮效果好、操作條件溫和、設備投資和操作費用低、輕汽油餾分中的烯烴不被飽和、不降低汽油的辛烷值、吸附劑可再生、環境污染少等優點成為國內外研究熱點。吸附脫氮技術能否成為今后世界各國生產超低氮清潔油品的主要技術之一，關鍵在于尋找一種高效、廉價、選擇性高并且能夠保持一定床層壽命的吸附劑體系，這樣吸附劑就可滿足工業設計的要求。假如吸附劑的使用壽命長達一年，則吸附脫氮的經濟效益是相當吸引人的。表面分子印材料具有吸附容量高、選擇性好、可重復使用、高效、高吸收率、價格便宜的吸附劑等優點。

發明內容

本發明提出了一種硅膠表面智能材料的制備方法，該材料對吲哚具有高選擇性、高吸附容量、使用壽命長、成本低等優點，從而達到深度脫除油品中有機氮的目的。

本發明以硅膠作為載體，以4-乙烯基吡啶（4-VP）為功能單體，吲哚為模板分子，乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）為交聯劑，偶氮異二丁腈（AIBN）作為引發劑，合成了硅膠表面智能材料。

本發明采用的技術方案是：

（1）MPS對硅膠表面修飾：

首先將硅膠在鹽酸溶液中浸泡并攪拌使硅膠活化，然后過濾，用蒸餾水洗滌至中性，放在真空烘箱中烘干，然后將所得到的活化后的硅膠加入到甲苯溶液中，再向其中加入的γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS），加熱并不斷攪拌，將得到的物質依次用甲苯、甲醇和乙醇進行洗滌后，在真空烘箱中烘干，得到MPS修飾的硅膠。

其中，所述鹽酸溶液的濃度為10%?~?20%；所述活化后的硅膠與甲苯溶液的比例為1-2g：40-60mL，其中γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷與甲苯溶液的體積比為：3-5:40-60；所述加熱至90-114℃。

（2）硅膠表面分子印跡層的包覆：

稱取MPS修飾過的硅膠、吲哚和4-乙烯基吡啶（4-VP）溶解于氯仿中。在室溫下攪拌，使模板分子和功能單體在混合液中預聚合，制成預組裝溶液。

其中，所述MPS修飾過的硅膠、吲哚和乙烯基吡啶的比例為1-2g：0.036-0.047g：0.12mL-0.018mL；所述氯仿與MPS修飾過的硅膠的比例為：20-40mL：1-2g。

（3）模板分子吲哚的洗脫與識別位點的產生：

將交聯劑乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）和引發劑偶氮異二丁腈（AIBN）加入到步驟（2）所述的混合溶液中，在氮氣環境中超聲分散，然后在恒溫油浴中持續攪拌。將得到的聚合物依次用甲苯、甲醇和乙醇洗滌后在真空干燥箱中烘干，制得智能吸附材料。

其中，所述加入的乙二醇二甲基丙烯酸酯、偶氮異二丁腈與MPS修飾過的硅膠的比例為：1.2?mL?~?1.6?mL：0.01?g?~?0.03?g：1-2g；所述恒溫油浴溫度為65℃。

（4）智能材料中模板分子吲哚的去除：