[發(fā)明專(zhuān)利]一種吸附脫硫催化劑及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011297473.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112354536A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳永紅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州綠然環(huán)保新材料科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/34
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/34;B01J37/34;B01J37/00;B01J37/03;B01J37/32;B01J37/08;C10G25/00
• 代理公司: 廣州赤信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44552
• 代理人: 鐘小敏

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吸附脫硫催化劑及其制備方法。本發(fā)明研制的產(chǎn)品中包括氧化石墨烯和單分散過(guò)渡金屬氧化物；所述氧化石墨烯包括邊緣區(qū)和共軛區(qū)；所述邊緣區(qū)具有羧基；所述共軛區(qū)具有羥基和環(huán)氧基；所述氧化石墨烯的邊緣區(qū)羧基至少部分被轉(zhuǎn)化為酰胺基；所述氧化石墨烯的共軛區(qū)羥基至少部分被轉(zhuǎn)化為氨基甲酸酯；所述單分散過(guò)渡金屬氧化物嵌入氧化石墨烯層間。在制備時(shí)，利用異氰酸酯和氧化石墨烯反應(yīng)后，再與過(guò)渡金屬鹽溶液混合，調(diào)節(jié)pH至堿性，再經(jīng)陳化等步驟得到產(chǎn)品。本發(fā)明所得產(chǎn)品具有快速吸附汽油中各類(lèi)含硫雜質(zhì)的效果，并且可以將吸附的雜質(zhì)去除。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種吸附脫硫催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全球?qū)θ剂嫌偷男枨蟛粩嘣黾樱瑢?duì)車(chē)用汽油的需求也越來(lái)越大。機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放將會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境污染，各國(guó)政府機(jī)構(gòu)對(duì)汽油中硫含量作了嚴(yán)格限制，2019年1月1日我國(guó)全面實(shí)施國(guó)Ⅵ汽油標(biāo)準(zhǔn)，硫含量要求低于10μg/g，因此汽油升級(jí)迫在眉睫。汽油中硫含量約有90％來(lái)自催化裂化單元，如何從FCC汽油中脫除硫是許多煉油廠的主要目標(biāo)。目前，通用的脫硫方法有加氫技術(shù)和非加氫技術(shù)。國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛是加氫脫硫技術(shù)，但該法較難脫除芳香硫(噻吩、苯并噻吩等)，且辛烷值損失較大。與其他非加氫技術(shù)相比，吸附法因其易脫除噻吩類(lèi)硫化物和辛烷值損失小成為最有希望實(shí)現(xiàn)零硫目標(biāo)的技術(shù)。常見(jiàn)的吸附脫硫劑有分子篩、活性炭、金屬氧化物和金屬-有機(jī)骨架材料(MOFs)。相比其他吸附劑，MOFs因其比表面積大、空隙率高、孔道形狀和大小可調(diào)控及孔壁上配體可控能化等特點(diǎn)具有優(yōu)勢(shì)。

近年來(lái)多孔材料取得顯著進(jìn)步，新型介孔和微孔材料在過(guò)去的幾年里迅速發(fā)展起來(lái)，金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)是其中最有發(fā)展前景的材料，是由金屬離子或離子團(tuán)簇與有機(jī)連接體通過(guò)配位鍵僑聯(lián)的自組裝方式形成的擁有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中的有機(jī)連接體通常含有二齒、三齒或四齒螯合位點(diǎn)連接金屬部分。一些典型的連接體有鄰苯二甲酸、苯三羧酸和咪唑。元素周期表中大多數(shù)金屬在與不同有機(jī)連接體連接后都可以形成MOFs，因此，MOFs擁有廣泛的物理化學(xué)性能，也說(shuō)明這種材料具有多樣性。

然而，如何開(kāi)發(fā)一種汽油脫硫適用，并且可脫除汽油中難以脫出的芳香硫，而保證汽油辛烷值的水平，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有脫硫催化劑無(wú)法兼顧快速有效脫除芳香硫及保證汽油高辛烷值的缺陷和不足，提供一種吸附脫硫催化劑及其制備方法。

本發(fā)明的目的是提供一種吸附脫硫催化劑。

本發(fā)明另一目的是提供一種吸附脫硫催化劑的制備方法。

本發(fā)明上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種吸附脫硫催化劑，包括：氧化石墨烯和單分散過(guò)渡金屬氧化物；

所述氧化石墨烯包括邊緣區(qū)和共軛區(qū)；所述邊緣區(qū)具有羧基；所述共軛區(qū)具有羥基和環(huán)氧基；

所述氧化石墨烯的邊緣區(qū)羧基至少部分被轉(zhuǎn)化為酰胺基；

所述氧化石墨烯的共軛區(qū)羥基至少部分被轉(zhuǎn)化為氨基甲酸酯；

所述單分散過(guò)渡金屬氧化物嵌入氧化石墨烯層間。

上述技術(shù)方案以氧化石墨烯為基礎(chǔ)原料，并且通過(guò)利用其共軛區(qū)和邊緣區(qū)本身自帶的羥基、羧基等活性官能團(tuán)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)轷０坊桶被姿狨ィ渲校０坊鶠楹聂人犷?lèi)衍生物，酰胺基團(tuán)的引入，可以使得氧化石墨烯作為汽油吸附脫硫催化劑而言，邊緣區(qū)可以良好的與汽油相容，不會(huì)存在界面相容性不佳引起的催化效果不良的問(wèn)題，且得益于汽油與催化劑本體的良好相容，汽油更容易攜帶需要脫除的含硫雜質(zhì)進(jìn)入氧化石墨烯層間，得益于含硫雜質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)π電子云與氧化石墨烯共軛區(qū)的電子云相互作用，使得含硫雜質(zhì)分子在氧化石墨烯共軛區(qū)被截留，且截留后被氨基甲酸酯協(xié)同吸附；并逐漸在嵌入的過(guò)渡金屬氧化物作用下被催化轉(zhuǎn)化；