[发明专利]一种用于吸附脱硫的CuY分子筛的绿色制备方法

说明书

本发明涉及一种用于吸附脱硫的CuY分子筛的绿色制备方法及其应用，属于废物综合利用和油品精制领域。本发明以固体废弃物锂渣作为基础原料，并在原料中补加硅源和铜盐，通过调节原料的硅铝比，原位一步水热合成出了CuY分子筛。该方法所制备的CuY分子筛较常规离子交换法具有金属结合力强、分散性高、不易脱落的优势，且省去传统制备方法中后续离子交换的步骤，简化了制备工艺，降低了能耗。本方法原料易得，成本低廉，并能够有效解决锂渣的囤积和环境污染问题，将所得产物应用于油品的深度吸附脱硫，对噻吩硫及其衍生物具有较高的吸附脱除能力，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种用于吸附脱硫的CuY分子筛的绿色制备方法，属于废物综合利用和油品精制领域。

背景技术

噻吩类硫化物是FCC汽油中含量最高的硫化物(约占总硫质量分数的70％)，且该类硫化物难以通过传统加氢脱硫方式得到有效脱除。因此，开发新技术实现燃料油中噻吩类硫化物的高效脱除成为科研人员的研究热点。在众多脱硫技术中，选择性吸附脱硫技术以其条件温和、油品产物品质优良及成本低廉的优势而成为新一代脱硫技术的首选。选择性脱硫技术的关键在于高效脱硫吸附剂的开发，其中，Y型分子筛具有明确的孔腔分布、特定的孔尺寸、极大的比表面积以及较好的耐热性而被广泛用于吸附脱硫。同时，学者们通过在Y型分子筛表面负载其他活性金属组分来进一步提高其脱硫性能，如Ni、Zn、Cu、Ag等，发现经金属交换后的Y分子筛能有效脱除噻吩类硫化物，且在有芳香径、烯烃或其混合存在时，其对噻吩类硫化物的吸附性能仍较好。

在以锂辉石(矿)为原料、用硫酸法生产碳酸锂工艺过程中产生大量废渣(锂矿渣)，生产1吨碳酸锂产品要产生近10吨锂矿渣(锂渣)。目前，只有极少量锂渣用作水泥和混凝土等建材原料，大量锂渣采用填埋或露天堆放方法处理，不仅占用场地，且随风雨流失，污染环境。锂渣主要成分为SiO₂和Al₂O₃，二者之和高达96％以上，其它金属氧化物含量较低，上述组成与分子筛的合成原料相近，因此，有学者对其经适当处理，成功合成了NaA分子筛(CN109485062A)、NaX分子筛(锂渣合成NaX分子筛结构表征和吸附特性研究，胡昕等，高校化学工程学报，2017，4(27)：708-713)。

鉴于上述现有技术，本发明的发明人经过长期大量的研究，以锂渣作为基础原料，并在原料中补加硅源和铜盐，通过调节原料的硅铝比，原位一步水热合成出了CuY分子筛。该分子筛中金属铜源在水热前驱中加入，在水热反应过程中，金属铜能够参与硅源、铝源的重组，掺入硅铝酸盐。该方法所制备的CuY分子筛较常规离子交换法具有金属结合力强、分散性高、不易脱落的优势，且能够省去后续离子交换的步骤，简化了制备工艺，节约了能耗。本方法采用固体废弃物锂渣为原料，成本低廉，并能够有效解决锂渣的囤积和环境污染问题，将其应用于深度吸附脱硫，对噻吩硫及其衍生物具有较高的吸附脱除能力，具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于吸附脱硫的CuY分子筛的制备方法，其以锂渣作为基础原料，并在原料中补加硅源和铜盐，通过调节原料的硅铝比，原位水热合成出了CuY分子筛。该分子筛中金属铜源在水热前驱中加入，在水热反应过程中，金属铜能够参与硅源、铝源的重组，掺入硅铝酸盐。将其应用于深度吸附脱硫，对噻吩硫及其衍生物具有较高的吸附脱除能力。

具体的，本发明的用于吸附脱硫的CuY分子筛的制备方法，包括如下步骤：

(1)将原料锂渣研磨粉碎，水洗除杂，过60～200目筛除去大颗粒；

(2)将步骤(1)得到的锂渣与碱熔剂以质量比0.2-5混合均匀，置于马弗炉中，500-800℃焙烧2-15h，得到碱熔锂渣；