[發(fā)明專利]一種Pd(II)-DA-SiO2

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011300396.3
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112473573A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高建廣;張波;殷路霞;宮婉慧
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J13/00
• 分類號: B01J13/00;B01J20/30;B01J20/22;B01J20/28;C10G25/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

本發(fā)明公開了一種Pd(II)?DA?SiO₂復(fù)合氣凝膠的制備方法及其應(yīng)用，屬于燃料油加工技術(shù)領(lǐng)域。該方法以正硅酸乙酯為原料，引入鹽酸多巴胺和Pb²⁺進行改性，具體步驟：將鹽酸多巴胺溶解于水中，加入正硅酸乙酯和無水乙醇，攪拌水解，得到硅溶膠；調(diào)節(jié)硅溶膠PH后靜置凝膠，然后老化、碾碎、洗滌，將氯化鈀溶解后加入上述碾碎的凝膠中，45℃攪拌洗滌，120℃常壓干燥，得到Pd(II)?DA?SiO₂復(fù)合氣凝膠；將制得的氣凝膠定量裝填于固定床吸附裝置中，注入含噻吩類硫化物的模擬汽油，收集吸附后的模擬汽油，進行色譜分析。本發(fā)明的氣凝膠吸附材料除了對噻吩類硫化物有很好的吸附性能之外，且對含有芳烴或烯烴的噻吩類硫化物仍具有較好的吸附性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于燃料油加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Pd(II)-DA-SiO₂復(fù)合氣凝膠的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟以及汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，燃料油的消耗量也在急劇增加。然而燃料油中所含的硫化物燃燒會產(chǎn)生大量硫氧化物，不僅會產(chǎn)生酸雨、霧霾等環(huán)境問題，而且會對人類健康造成嚴(yán)重威脅。為此，世界各國相繼制定了嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)限制燃料油中的硫含量，而如何降低燃料油中的硫含量也成為研究人員研究的焦點。

目前，工業(yè)上廣泛采用的脫硫工藝為加氫脫硫，該方法已相對成熟，可以有效去除脂肪族烴類，如硫醇、硫醚以及二硫化物等。但是對于空間位阻較大的芳香族硫化物，如噻吩及噻吩類衍生物等則很難被脫除。此外，加氫脫硫通常需要高效催化劑以及高溫(300-400℃)和高氫氣壓力(30-130atm)的操作條件，導(dǎo)致其生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)安全性較低。同時，加氫脫硫過程中會使燃油中的高辛烷值組分——不飽和烴加氫成為飽和烴，使燃油的辛烷值下降。為了解決加氫脫硫的上述問題，非加氫脫硫逐漸成為研究人員的開發(fā)重點，如：吸附脫硫、萃取脫硫、氧化脫硫、生物脫硫等。在這些方法中，吸附脫硫由于其操作條件溫和、工藝簡單、成本低、脫硫效率高，而且不會降低燃油的辛烷值等優(yōu)點，被認為是目前最具前景的超深度脫硫技術(shù)之一。

吸附脫硫的核心是吸附劑。目前常用的吸附劑主要有多孔碳材料、金屬氧化物、分子篩、金屬有機骨架(MOFs)材料等。這些吸附材料用于吸附脫硫時可以很好地脫除模擬燃油中的硫化物。但是真實燃油成分復(fù)雜，其中還含有大量的芳烴、烯烴等。以93#國V汽油為例，其中芳烴含量占34.18％，烯烴含量占8.69％。烯烴和芳烴可以通過其π電子云與吸附劑之間形成π絡(luò)合作用以及π-π堆疊，與燃油中硫化物競爭吸附，會大大降低吸附劑對硫化物的吸附容量。

氣凝膠是一類納米級膠體粒子相互聚結(jié)形成的三維網(wǎng)狀多孔材料，具有高比表面積、高孔隙率、骨架組成可調(diào)等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于吸附分離領(lǐng)域。目前已有通過摻雜Ag⁺、Zr⁴⁺、Pb²⁺、Cu⁺等金屬離子制得SiO₂復(fù)合氣凝膠用于吸附脫硫的相關(guān)報道。中國專利(公開號CN 108893138 A)、中國專利(公開號CN 105709685 A)和中國專利(公開號CN 106590728A)通過摻雜Zr⁴⁺、Ag⁺、Co⁺、Cu⁺、Al³⁺制得SiO₂復(fù)合氣凝膠可以對燃料油中噻吩類硫化物有很好的吸附效果。這類氣凝膠吸附劑具有介孔結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)由納米級骨架顆粒構(gòu)成，活性組分可充分暴露、高度分散，對噻吩類硫化物具有很好的吸附效果。但是，其均是基于π絡(luò)合作用進行吸附，真實燃油中的烯烴和芳烴含有的大π鍵會與過渡金屬離子發(fā)生相互作用，使得吸附過程中與噻吩類硫化物產(chǎn)生競爭吸附，使吸附劑對噻吩類硫化物的吸附容量下降。

多巴胺是一種生物神經(jīng)遞質(zhì)，具有良好的生物相容性、可再生性、天然無毒等特性，同時其具有鄰苯二酚基團和氨基官能團，可在溶膠-凝膠過程中，通過聚合交聯(lián)將豐富的氨基、羥基官能團引入氣凝膠中，通過靜電吸引和氫鍵作用，賦予氣凝膠良好的脫硫性能。