[發明專利]一種燃油氧化脫硫催化劑及其制備和應用方法

在審

• 申請號: 201810009436.5
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108273562A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 曾興業;梁榮鋒;陳華楷;楊嘉鴻;吳世逵
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: B01J31/34
• 分類號: B01J31/34;C10G27/12
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種燃油氧化脫硫催化劑及其制備和應用方法。這種燃油氧化脫硫催化劑為氧化石墨烯負載膽堿磷鎢酸鹽。同時公開了這種燃油氧化脫硫催化劑的制備方法。還公開了一種應用該燃油氧化脫硫催化劑進行燃油氧化脫硫的方法。本發明的催化劑制備工藝簡單，能有效地降低燃油中難以脫除的二苯并噻吩類硫化物，催化劑用量大大減少且不溶于萃取劑容易回收，氧化劑的利用率提高，降低了工業應用成本，在燃油催化氧化脫硫方面具有良好的應用價值。

技術領域

本發明涉及一種燃油氧化脫硫催化劑及其制備和應用方法。

背景技術

隨著汽車的普及，汽車尾氣造成的環境污染問題已嚴重影響到人們的生產生活，因此，我國加緊修訂和提出更高要求的清潔燃油標準。“國Ⅴ”燃油標準規定燃油中硫含量最高值不得超過10mg/kg，日趨嚴格的燃油標準使得各大煉油企業不得不尋求更高效的燃油脫硫生產技術。目前的燃油脫硫技術主要分為兩大類：加氫脫硫技術和非加氫脫硫技術，當前工業上多采用加氫脫硫，但是該技術存在對噻吩類化合物脫除效果不佳，設備投資大，要求高，運行成本高等缺點，而催化氧化脫硫技術具有反應條件溫和，能有效除去噻吩類硫化物，達到深度脫硫的目的等優點，近年來成為科研工作者競相研究的熱點，有望取代傳統加氫脫硫工藝，具有良好應用前景。

磷鎢酸(TPA)具有可調控變化的酸度和較高的催化活性，在催化氧化脫硫領域受到眾多研究人員的重視，但是磷鎢酸比表面積小和回收及循環使用困難，且單獨的磷鎢酸催化活性較低，將磷鎢酸引入到季銨鹽中可有效解決上述問題。如李燦等合成了[(C₁₈H₃₇)₂N⁺(CH₃)₂]₃[PW₁₂O₄₀]并將其應用于脫除模擬燃油中4,6-二甲基二苯并噻吩類硫化物，具有較好的脫硫效果(Li C,Jiang Z X,Gao J B,et al.Ultra-deep desulfurization ofdiesel:Oxidation with a recoverable catalyst assembled in emulsion[J].Chemistry-A European Journal,2004,10(9):2277-2280)。

膽堿(Ch)作為一種低毒性和可生物降解的季胺堿，其來源廣泛，價格低廉，已廣泛用于調控有機酸的性能或制備離子液體。如CN106753516A介紹了膽堿磷鎢酸鹽制備方法，并將其應用到催化氧化脫硫研究中，并考察了各反應因素對脫硫效率的影響。然而，該技術方案存在以下不足：(1)催化劑用量較大(40g/L)，工業應用成本高。其中催化劑轉化頻率(TOF)是評價催化劑效率的重要參數，在CN106753516A中實施例中其最佳的TOF僅為1.24。(2)催化劑易溶于有機溶劑，導致使用后分離回收困難。(3)氧化劑(H₂O₂)的利用率較低，氧硫比高達43:1，遠高于化學計量比2:1的理論值。由于H₂O₂含有70％的水，過多H₂O₂使用會產生大量的廢水，不利于工業推廣應用。

氧化石墨烯(GO)是一種新興的且具有眾多優異特性的新型二維碳材料，已有文獻報道其具有較大的比表面積、豐富的含氧官能團和優越的力學熱學電學特性，使其成為負載型催化劑的理想載體(白禪.氧化石墨烯負載金屬配合物復合材料的制備及催化應用[D].天津：天津大學，2014：1-13)。

發明內容

本發明的目的在于提供一種燃油氧化脫硫催化劑及其制備和應用方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種燃油氧化脫硫催化劑，為氧化石墨烯負載膽堿磷鎢酸鹽。

這種燃油氧化脫硫催化劑的制備方法，是將氧化石墨烯溶液與膽堿磷鎢酸鹽溶液混合反應，得到氧化石墨烯負載膽堿磷鎢酸鹽，即燃油氧化脫硫的催化劑。