[发明专利]一种Ti-Si-O双功能光催化吸附剂及其制备方法与其在燃油脱硫中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附剂及其制备与应用，具体涉及一种Ti-Si-O双功能光催化吸附剂及其制备方法与其在燃油脱硫中的应用。 

背景技术

含硫燃油在燃烧过程向环境排放大量的硫化物，对环境造成严重污染，严重威胁到人类的生存环境和社会的可持续发展，引起社会公众和政府的广泛关注。同时，SO₂对NO_x以及颗粒物的产生有明显的促进作用。随着人类社会现代化进程的不断加快，全球范围内燃油使用量的不断增大，世界各国制定了严格的燃油含硫标准，如何有效的脱硫燃油中的有机硫而生产清洁燃油已成为全球石化企业研究的热点。 

目前，炼油厂使用的燃油脱硫技术是加氢脱硫，它存在的主要问题是：需要在较高的反应温度(300-400℃)和压力(3-6MPa)下进行，需大量消耗氢气，而且难脱除燃油中有空间位阻效应的硫化物[1]([1]Song,C.S.An Overview of New Approaches to Deep Desulfurization for Ultra-clean Gasoline,Diesel Fuel and Jet Fuel.Catal.Today2003,86,211-263.)。因此，研究和开发低能耗，不消耗氢气的高选择性深度脱硫技术，不仅具有科学价值，而且还具有重大的国家需求和现实意义。 

吸附脱硫因不消耗氢气、可在常温常压条件下，将硫化物吸附在固体多孔吸附剂表面从而获得清洁燃油，是一种极具应用前景的燃油脱硫技术。然而，当前的吸附脱硫技术面临的关键难题是吸附选择性低[2，3]([2]Li,Y.；Yang,F.H.；Qi,G.；Yang,R.T.Effects of Oxygenates and Moisture on Adsorptive Desulfurization of Liquid Fuels with Cu(I)Y Zeolite.Catal.Today2006,116,512-518.[3]Xiao,J.；Song,C.S.；Ma,X.L.；Li,Z.Effects of Aromatics,Diesel Additives,Nitrogen Compounds,and Moisture on Adsorptive Desulfurization of Diesel Fuel over Activated Carbon.Ind.Eng.Chem.Res.2012,51,3436-3443.)，从而导致深度脱硫困难，吸附剂的脱硫吸附量很低。因而急需开发吸附选择性高和高吸附容量的燃油脱硫吸附剂和脱硫方法。 

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于发明一种Ti-Si-O双功能光催化吸附剂及其制备方法与其在燃油脱硫中的应用。该技术操作简单，可在常温常压下进行，不需消耗氢气，可应用于燃油深度脱硫。 

本发明的目的通过如下技术方案实现： 

一种Ti-Si-O双功能光催化吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 

(1)将TiO₂的前驱体和SiO₂的前驱体混合，得到Ti-Si-O，加入无水乙醇和冰醋酸，磁力搅拌至完全溶解，得到钛硅前驱体溶液a； 

(2)将去离子水，无水乙醇和浓硝酸溶液混合均匀得到溶液b，逐滴将溶液b加入钛硅前驱体溶液a中，搅拌，充分混合得到凝胶； 

(3)将凝胶放入烘箱干燥，研磨；在空气的氛围中煅烧，制得Ti-Si-O双功能光催化吸附剂。 

上述制备方法中，所述TiO₂的前驱体为钛酸四丁酯；所述SiO₂的前驱体为正硅酸乙酯；所述TiO₂的前驱体与SiO₂的前驱体满足Ti/Si摩尔比为1/9～9/1；所述钛硅前驱体溶液a中Ti-Si-O:无水乙醇:冰醋酸的质量比为1:4:2～1:8:4；所述溶液b中去离子水:无水乙醇:浓硝酸的质量比为7:16:0.01～7:32:0.02；钛硅前驱体溶液a和溶液b的质量比为1～2；钛硅前驱体溶液a和溶液b的混合温度为30～45℃；凝胶粉末的煅烧温度为400～600℃。 

一种Ti-Si-O双功能光催化吸附剂，所述吸附剂中Ti/Si摩尔比为1/9～9/1，比表面积为280～604m²/g，孔径尺寸为2.8～4.2nm，孔容为0.20～0.45cm³/g。