[發(fā)明專利]一種MOF基棉布固載化多酸催化材料及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011474526.5
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112517078A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李斯文;張海艷
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J31/06;B01J27/188;B01J37/02;B01J37/34;C10G27/10
• 代理公司: 西安睿通知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發(fā)明涉及脫硫催化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種MOF基棉布固載化多酸催化材料及其制備方法與應(yīng)用，該MOF基棉布固載多酸催化材料，包括以下原料：MOF基棉布和固載在MOF基棉布上的Keggin型磷?鉬?鎢型多酸；MOF基棉布為棉布和生長在棉布上的MOF材料。本發(fā)明制得的制得MOF基棉布多酸催化材料，能夠解決了MOF基多酸催化材料不易成型的問題，其制備過程簡單，且制得的MOF基棉布多酸脫硫催化材料用于汽柴油模擬體系中具有較好的脫硫效果，制得的棉布@MIL?101?NH₂?POM的脫硫率可高達(dá)100％，且棉布@MIL?101?NH₂?POM在重復(fù)使用12次時，其脫硫率仍可達(dá)96％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及脫硫催化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種MOF基棉布固載化多酸催化材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，隨著我國部分地區(qū)先后出現(xiàn)的酸雨以及霧霾天氣，人們對于環(huán)境問題的關(guān)注度日益提高，在此背景下，PM2.5成為人們討論的重點(diǎn)，而汽車尾氣的排放是空氣中PM2.5的主要來源之一，源頭直指燃油品質(zhì)。油品中存在的大量含硫物質(zhì)，燃燒后會產(chǎn)生大量的SOx，不僅會造成酸雨，還會破壞汽車尾氣凈化裝置導(dǎo)致PM2.5的排放量增加，對生態(tài)環(huán)境及人類的生存和發(fā)展造成嚴(yán)重影響。噻吩類硫化物占燃油總硫含量的80％以上，而其中70％是苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)等芳香族硫化物，因此脫除芳香族硫化物是煉油行業(yè)脫硫的首要任務(wù)。

目前，工業(yè)上廣泛采用的是加氫脫硫(HDS)，能有效地脫除硫醇、硫醚和二硫化物等簡單硫化物。而噻吩類硫化物熱穩(wěn)定性高，由于空間位阻較大難以通過常規(guī)的HDS脫除。此外，操作條件苛刻(高溫高壓)和高成本(大量氫源)等缺點(diǎn)在一定程度上限制了其應(yīng)用。在這種情況下，一些極具潛力的非加氫脫硫方法受到了研究者的廣泛關(guān)注，如吸附脫硫(ADS)、萃取脫硫(EDS)、生物脫硫(BDS)和氧化脫硫(ODS)等，其中氧化脫硫(ODS)以其操作條件溫和、無需氫源、對噻吩及其衍生物脫除效果良好等優(yōu)點(diǎn)，受到了國內(nèi)外研究者的青睞，是一種具有良好發(fā)展前景的脫硫技術(shù)。

雜多酸因其具有超強(qiáng)的酸性，同時兼具氧化還原性及結(jié)構(gòu)和催化性能的可控性，已廣泛應(yīng)用于各類有機(jī)催化反應(yīng)。近年來，基于雜多酸的高效氧化脫硫催化劑的設(shè)計、合成及其在氧化脫硫方面的應(yīng)用備受關(guān)注。然而，雜多酸單體及其鹽類催化劑存在比表面積小、活性中心利用率不高、易溶于反應(yīng)體系導(dǎo)致催化劑活性降低和再利用困難等缺點(diǎn)，因此，將雜多酸固載于合適的載體上，是解決上述問題的有效途徑。

MOF材料，由于有序的孔道結(jié)構(gòu)構(gòu)成了相同的活性位所處的化學(xué)環(huán)境、孔道尺寸可調(diào)，其結(jié)構(gòu)中的路易斯酸性位和負(fù)載的金屬離子活性中心都為催化提供了催化反應(yīng)的活性位。而目前，MOF材料固載的多酸催化劑研究較多，但是基于有機(jī)配體的存在，根據(jù)相似相容原理，MOF基多酸催化劑在模擬燃油中會出現(xiàn)些許溶解現(xiàn)象，直接影響催化劑的最終脫硫效率，使得該類催化劑具有不可忽視的弊端，除此，催化劑成型問題也是工業(yè)應(yīng)用方面必須要考慮的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種MOF基棉布固載化多酸催化材料及其制備方法與應(yīng)用，制得MOF基棉布多酸催化材料，能夠解決了MOF基多酸催化材料不易成型的問題，其制備過程簡單，且制得的MOF基棉布多酸脫硫催化材料用于汽柴油模擬體系中具有較好的脫硫效果，制得的棉布@MIL-101-NH2-POM的脫硫率可高達(dá)100％，且棉布@MIL-101-NH2-POM在重復(fù)使用12次時，其脫硫率仍可達(dá)96％。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以解決。

(一)本發(fā)明提供了一種MOF基棉布固載多酸催化材料，包括：MOF基棉布和固載在所述MOF基棉布上的Keggin型磷-鉬-鎢型多酸；所述MOF基棉布為棉布和生長在所述棉布上的MOF材料。

優(yōu)選的，所述MOF材料為MIL-101材料或MIL-101-NH₂材料。