[发明专利]一种氧化脱硫两亲性催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于氧化脱硫领域，特别涉及氧化脱硫两亲性催化剂的制备方法和应用。

背景技术

燃料油中的有机硫化合物是一种有害的物质，生成的SO_x还会污染环境造成酸雨，还会危害人的身体健康。此外还会对三元催化剂产生毒化作用，降低尾气处理系统的工作效率，因此，降低燃油中的硫含量不仅对于改善汽车颗粒物排放起到至关重要的作用，还将有效的增加尾气后处理系统的使用寿命。鉴于此，世界许多国家和地区相继颁布了车用燃油的标准，面对越来越严格的燃油硫含量限制和市场对低硫清洁燃油的需求，世界各国纷纷致力于开发各种各样的脱硫技术。其中最为普遍的为催化加氢脱硫技术。但随着燃油标准对硫含量的限制越来越严格，如目前欧五标准要求燃油中硫含量要低于10ppm，使催化加氢的深度不断增加，使其成本不断上升，此外，对于少量有机硫化合物如噻吩、苯并噻吩，烷基取代二苯并噻吩等化合物，通过催化加氢很难除去。

基于此，世界众多科学家开始寻求可替代非加氢脱硫方法，其中氧化脱硫受到广泛的关注。燃油中的含硫化物其碳硫键和碳碳键极性相差不大，因此很难通过萃取方法将其除去，但经过氧化后，燃油中的含硫化合物变成极性较强的砜或是亚砜类硫化物，其在极性溶剂如水中的溶解度增加，而在燃油中的溶解度下降，通过简单的萃取即可把这些含硫化合物除去。

常用的氧化脱硫体系为有机过氧酸体系或是双氧水/有机酸体系，该体系主要的缺点是采用有机酸，导致设备的腐蚀以及有机酸分离等问题，之后有发展固体酸催化的，如固载杂多酸和二氧化钛等化合物，但由于含硫化合物与催化剂接触面小，其催化效果较差，之后科学家通过超声以及采用乳液催化体系增加传质来改善，其氧化脱硫效果大大增加，但由于超声设备目前还没有得到工业普遍应用，而乳液催化体系又导致出现分离纯化等新的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的首要目的是提供一种氧化脱硫两亲性复合催化剂。

本发明的另一目的在于提供所述的氧化脱硫两亲性复合催化剂制备方法。

本发明的再一目的在于提供所述氧化脱硫两亲性复合催化剂应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种氧化脱硫两亲性催化剂的制备方法，包括以下步骤：该氧化脱硫两亲性催化剂是通过将氧化脱硫催化剂负载在石墨烯改性介孔分子筛两亲性催化剂载体上得到的。

所述的氧化脱硫两亲性催化剂为钛酸正丁酯、杂多酸或杂多酸盐中的一种以上。

所述的杂多酸为磷钨酸、硅钨酸或磷钼酸；所述的杂多酸盐为不溶于水的杂多酸铯盐或杂多酸铵盐。

一种氧化脱硫两亲性催化剂的制备方法，包括以下步骤：按重量份计，将3.5～4份的模板剂溶于60～80份水中，然后加入1%氧化石墨烯水溶液8～10份，搅拌，加入浓盐酸使混合溶液的盐酸浓度达到1～1.5M，之后加入正硅酸乙酯8.4份反应，陈化，加入0.01～0.6份催化剂后搅拌1～2h后抽滤，干燥，惰性气体保护下煅烧即得到氧化脱硫两亲性催化剂。

所述的模版剂为聚醚123；所述的搅拌是在30～40℃下搅拌1h；所述的反应为40℃下反应20～30h；所述的陈化为于80～120℃条件下陈化24～48h；所述的干燥为60～100℃干燥5～10h；所述的惰性气体为氮气或氩气；所述的煅烧为于500℃下烧6～10h。

一种氧化脱硫两亲性催化剂的制备方法，包括以下步骤（1）按重量份计，将4份的聚醚123溶于100份水中，然后加入氧化石墨烯水溶液10份30℃下搅拌1h后加入浓盐酸使混合溶液的盐酸浓度达到2M，之后加入正硅酸乙酯8.4份于40℃下反应20h后于120℃条件下陈化24h，抽滤后滤渣于60℃干燥10h，干燥后的固体于氮气保护下于500℃下烧10h既得石墨烯改性分子筛两亲性催化剂载体；

（2）按重量份计，将0.01-0.02份的杂多酸铯盐溶于3份水后，加入1份石墨烯改性分子筛两亲性催化剂载体浸渍6h，之后于200℃下干燥4-8h，得杂多酸铯盐负载石墨烯改性分子筛两亲性催化剂载体，将0.2-0.4份的杂多酸溶于4-6份醇类化合物中，然后加入2-3份酸铯盐负载石墨烯改性分子筛两亲性催化剂载体，浸渍6h后于300℃惰性气体保护下烧10h下即得氧化脱硫两亲性催化剂。