[發明專利]一種酸性離子液體汽油脫硫催化劑及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201810229573.X
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108435254A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 于英豪;楊婉欣;郭國慶;游高雄;李雪輝
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J20/22;B01J20/30;C10G11/02;C10G25/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 向玉芳

本發明屬于離子液體催化劑制備技術領域，具體涉及一種酸性離子液體汽油脫硫催化劑及其制備方法與應用。該方法將酸性離子液體通過浸漬法負載在金屬有機骨架上，得到酸性離子液體汽油脫硫催化劑。制備方法簡單，獲得的催化劑具有較大的催化反應比表面積，傳質效率高，離子液體用量少，且反應后易于與產物分離。將該催化劑用于吸附?氧化?萃取脫除汽油中含硫物質，其反應條件溫和，脫硫率高達90.63％～99.31％。

技術領域

本發明屬于離子液體催化劑制備技術領域，具體涉及一種酸性離子液體汽油脫硫催化劑及其制備方法與應用。

背景技術

汽車工業的蓬勃發展,極大地加劇了化石燃料的使用量。化石燃料中汽油的大量消耗必然引起汽車尾氣的大量排放,汽油中的有機化合物經燃燒后轉化為碳氧化物COx、氮氧化物NOx及硫氧化物SOx,其中硫氧化物已成為污染大氣環境的重要因子,是形成霧霾天氣和酸雨的重要原因之一。汽油中硫化物的燃燒排放會對人體肺部、呼吸道造成傷害,出現喉頭痙攣而窒息,嚴重時增加致癌幾率,危害人類的身心健康。在環境方面,汽油中硫化物燃燒產生的SOx經復雜的大氣作用,會形成酸雨以及霧霾。因此,降低汽油中的硫含量和減少硫氧化物向大氣中的排放量是控制酸雨和霧霾的必要手段。我國現行的車用汽油產品標準為GB17930-2013,要求汽油中硫的質量分數必須低于50μg/g。在北京、上海等大城市實施了更加嚴格的清潔汽油地方標準,要求汽油中硫的質量分數小于10μg/g。

現今石油煉化行業應用最廣泛的脫硫技術就是加氫脫硫。一般來講，油品中分子含碳量越高，加氫脫硫需要的反應條件越嚴苛。一些結構更為穩定的含硫化合物如4,6-二甲基苯并噻吩很難通過加氫脫硫去除，一是因為4、6位上的甲基帶來的空間位阻效應，二是因為苯并噻吩更為穩定的平面結構特性。因此，利用傳統的加氫脫硫技術來生產超低含硫量的燃料油的思路在經濟上和技術上都是不可行的，尋求替代的、更有效的、低能耗的燃料油深度脫硫技術已成為目前亟待解決的問題。氧化脫硫(ODS)技術與傳統加氫脫硫法相比,具有反應條件溫和、脫硫率高、工藝簡單、易操作、設備投資少、運行費用低、低碳節能環保等諸多優點,已經成為超低硫技術開發的一個熱點。氧化脫硫用到的催化劑較為關鍵，近年來被學者研究較多的是離子液體催化劑。離子液體分為酸性離子液體和堿性離子液體催化劑，是一種新型、綠色、環保的催化劑。其中，汽油中的氧化脫硫反應采用的是酸性離子液體。然而，雖然酸性離子液體催化劑的脫硫效果好，但離子液體易溶于乙腈等萃取劑中,無法直接分離回收,因此不利于工業化推廣。

發明內容

為克服現有技術的缺點和不足，本發明的首要目的是提供一種酸性離子液體汽油脫硫催化劑的制備方法。

本發明的另一目的是提供一種由上述方法制備的酸性離子液體汽油脫硫催化劑。

本發明的再一目的是提供一種上述酸性離子液體汽油脫硫催化劑的應用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種酸性離子液體汽油脫硫催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)金屬有機骨架材料的制備：

將無機鹽和有機配體混合，然后加入去離子水攪拌溶解，保溫；反應完成后使其冷卻至室溫，過濾，用乙醇或去離子水洗滌沉淀，真空干燥，得到金屬有機骨架材料；

所述無機鹽的陽離子為Fe³⁺。

(2)酸性離子液體在金屬有機骨架上的負載：

將酸性離子液體溶于乙醇中，攪拌均勻，得到酸性離子液體溶液，然后將金屬有機骨架材料加入酸性離子液體溶液中，攪拌反應，再過濾，洗滌沉淀，真空干燥，得到酸性離子液體汽油脫硫催化劑；

所述酸性離子液體的陽離子為咪唑類，其陽離子側鏈中的官能團為羥基、羧基和磺酸基中的一種或兩種以上。