[发明专利]用于柴油脱硫反应的催化剂、制备方法及应用

权利要求书

1.用于柴油脱硫反应的催化剂，其特征在于：催化剂的载体为活性炭，活性组分为铁的氧化物；以金属计，铁的负载量占催化剂质量的比例为0.5-20％；催化剂中二价铁和三价铁的质量比为0.78-0.91。 

2.如权利要求1所述的用于柴油脱硫反应的催化剂，其特征在于：铁的氧化物负载集中在活性炭的外壳上，形成蛋壳型催化剂，铁的氧化物组分为γ-Fe₂O₃和/或Fe₃O₄。 

3.如权利要求1或2所述的用于柴油脱硫反应的催化剂，其特征在于：活性炭为经HNO₃处理的椰壳活性炭。 

4.制备如权利要求1-3所述的催化剂的方法，其特征在于： 

a.活性炭预处理：用质量分数为13-17％的稀盐酸浸泡除灰分，水洗至中性，然后于110℃空气条件下干燥10-24小时；干燥后的活性炭用浓度为8-15mol·L^-1的HNO₃处理2-6小时，过程中控制温度为25-85℃，然后水洗至pH≈7，再将活性炭样品于110℃空气条件下干燥10-24小时。 

b.沉积-沉淀：用一定浓度的Fe盐溶液浸渍经过步骤a预处理后的活性炭；均匀搅拌2h，然后加入过量的沉淀剂，并于室温下搅拌0.5小时；然后混合体系加热至95-100℃下反应2-4小时；Fe盐为硝酸铁、硫酸铁或氯化铁的至少一种，Fe盐溶液的浓度为每mL水中Fe盐的质量为0.1-0.2g。 

c.洗涤和干燥：将沉淀滤出，用水和无水乙醇交替洗涤，110℃下干燥10-24小时，得到催化剂前体。 

d.焙烧：得到的催化剂前体在氮气气氛下焙烧2-6小时，焙烧温度为600℃-700℃。 

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：沉淀剂为缓慢释放氢氧根的均匀沉淀剂。 

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：还包括焙烧后采用氢气还原的步骤，具体为：将焙烧后的产物继续在H₂/N₂混合气氛下还原1-6h，控制温度400-500℃，制得Fe/AC-H₂催化剂，H₂/N₂混合气氛中，H₂∶N₂体积流量比为5∶35。 

7.采用如权利要求1-3所述的催化剂催化柴油脱硫反应的方法，其特征在于：采用过氧化氢作为氧化剂，催化剂将过氧化氢催化分解为OH^-和·OH，·OH对柴油中的硫化物进行氧化脱除。 

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：使用了模型柴油对脱硫效果进行了模拟，模型柴油的组分为正辛烷和苯并噻吩；模型柴油的配制方法为：将苯并噻吩溶解在正辛烷中，摇匀即配成硫含量为700μg·g^-1的模型柴油。 

模型柴油中硫含量(μg·g^-1)的计算公式如下式： 

其中，m₁为苯并噻吩的质量g；m₂为正辛烷的质量g，其中正辛烷密度为0.7020g/cm³；M为苯并噻吩的相对分子量。 

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：在模型柴油中依次加入催化剂、H₂O₂、萃取剂，30-80℃恒温反应5-120min，H₂O₂/S的摩尔比为0-40，反应完毕后，油相与萃取剂分离，取油相进行气相色谱(GC-FPD)分析前后硫含量变化；萃取剂为水、甲醇、乙腈(MeCN)或N，N- 二甲基酰胺(DMF)的至少一种。 

10.一种使如权利要求7-9所述的催化剂再生的方法，其特征在于：使用甲醇、乙腈(MeCN)或N，N-二甲基酰胺(DMF)的至少一种在室温下对脱硫后的催化剂进行萃取，控制时间10-60min。