專利名稱：脫除苯中噻吩和二硫化碳用Ag/γ-Al₂O₃吸附劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫除噻吩和二硫化碳用吸附劑的制備方法，更具體的說是用等體積浸潰法將活性組分銀負(fù)載到Y(jié)-Al2O3載體上的同時(shí)，采用超聲波使銀均勻分散的一種脫除苯中噻吩和二硫化碳用Ag/ Y -Al2O3吸附劑的制備方法。
背景技術(shù)：
苯是重要的化工原料，可廣泛用于合成橡膠、樹脂、纖維、醫(yī)藥、農(nóng)藥、炸藥和染料等領(lǐng)域。作為苯的兩個(gè)主要來源，石油苯與焦化苯均含有有機(jī)硫雜質(zhì)，特別是含有的噻吩和二硫化碳，限制了苯的進(jìn)一步深加工應(yīng)用。例如，當(dāng)苯被用作生產(chǎn)苯胺的原料時(shí)，要求噻吩的濃度小于10 ppm, 二硫化碳的濃度小于O. I ppm O 在脫除苯中噻吩與二硫化碳的方法中，吸附法由于具有設(shè)備腐蝕較小、環(huán)境污染少、不耗費(fèi)氫氣、常壓室溫可操作的特點(diǎn)具有很大的發(fā)展空間。而吸附劑的制備則是該方法得以實(shí)現(xiàn)的前提。在現(xiàn)有技術(shù)中，采用Y -Al2O3上負(fù)載活性組分銀和鈰所制備的AgCe/ Y -Al2O3吸附劑是一種可用于吸附脫除苯中噻吩與二硫化碳性能優(yōu)異的吸附劑，如公開號(hào)為CN101612549的“一種用于脫除焦化苯中噻吩和CS2的吸附劑及其制備方法”的發(fā)明專利，所采用的是浸潰方法，即過量溶液浸潰后再抽濾的方法。由于有了抽濾這一步驟，該方法存在的問題是其活性組分會(huì)有部分殘留在濾液中，使得活性組分的負(fù)載量難以控制。再如，等體積浸潰法是浸潰液的體積和載體的孔體積一致，浸潰液能夠完全進(jìn)入到載體的孔中被載體吸附飽和的浸潰方法，該方法具有能夠有效調(diào)控活性組分負(fù)載量的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)應(yīng)用于吸附劑的制備領(lǐng)域。因載體對(duì)浸潰液中溶劑和溶質(zhì)吸附速率的差異，等體積浸潰法存在著其活性組分分散不均勻的缺點(diǎn)。超聲波是頻率高于20000 Hz的聲波，具有機(jī)械效應(yīng)、空化作用、熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)。其機(jī)械效應(yīng)能夠提高相間質(zhì)量的傳遞速率，能夠提高活性組分的分散性，使其可以應(yīng)用于吸附劑的制備領(lǐng)域。然而，超聲波用于制備脫除苯中噻吩和二硫化碳用Ag/ Y -Al2O3吸附劑還未見報(bào)道。在等體積浸潰法制備吸附劑的過程中，浸潰溫度是一個(gè)重要的因素。但在等體積浸潰過程中引入了超聲波后，超聲波的熱效應(yīng)能對(duì)超聲波清洗儀中的水有加熱作用，即表現(xiàn)為隨著時(shí)間的進(jìn)行，超聲波清洗儀中水的溫度會(huì)不斷上升，因此控制好浸潰溫度是一個(gè)關(guān)鍵。此外，超聲波還具有空化作用，超聲作用的過長(zhǎng)和超聲功率的過大均有可能破壞載體的孔結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響吸附劑的脫硫性能，因此合理浸潰時(shí)間的選取使得載體的孔結(jié)構(gòu)不被破壞是另一個(gè)關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的是Ag/ Y -Al2O3吸附劑的現(xiàn)有制備方法中，常規(guī)浸潰方法使活性組分的負(fù)載量難以控制，等體積浸潰法使活性組分分散性較差的技術(shù)問題，其目的是在制備Ag/ Y -Al2O3吸附劑時(shí)，使得活性組分銀的負(fù)載量容易控制且在Y -Al2O3載體上分散均勻，從而使得Ag/ Y -Al2O3吸附劑從苯中脫除噻吩和二硫化碳的性能更加優(yōu)異。本發(fā)明一種脫除苯中噻吩和二硫化碳用Ag/Y-Al2O3吸附劑的制備方法，該方法是用等體積浸潰法將活性組分銀負(fù)載到Y(jié)-Al2O3載體上的同時(shí)，采用超聲波的作用使銀均勻分散制得Ag/ Y -Al2O3吸附劑，該方法制得的Ag/ Y -Al2O3吸附劑活性組分銀的負(fù)載量易于控制且均勻分散，可深度脫除苯中的噻吩與二硫化碳。上述一種脫除苯中噻吩和二硫化碳用Ag/ Y -Al2O3吸附劑的制備方法，其具體方法按下列步驟進(jìn)行
I、將Y-Al2O3粉末在200°C下烘2-5 h，后置于干燥器中降至室溫，制得Y-Al2O3載
體；
II、對(duì)上述步驟I制得的Y-Al2O3載體滴加去離子水，攪拌，測(cè)出Y-Al2O3載體對(duì)水的飽和吸附量；
III、按照預(yù)設(shè)吸附劑中，以Y-Al2O3載體為基準(zhǔn)，活性組分銀的質(zhì)量占5-25%，計(jì)算所需硝酸銀的質(zhì)量，后配制等體積浸潰法需要的硝酸銀水溶液，使硝酸銀完全溶解；
I V、將上述步驟III制備的硝酸銀水溶液置于燒杯中并用保鮮膜封口，后置于盛有水的超聲波清洗儀中，設(shè)置超聲波功率為20-1000 W，頻率為20000-30000 Hz，超聲波清洗儀中水溫為25-80 V ；
V、取上述步驟I所制得的Y-Al2O3載體，將其置于步驟I V中的硝酸銀水溶液中，開啟超聲波清洗儀，超聲浸潰20-90 min ；
I將上述步驟V中所制得物質(zhì)在80-120 °C下烘干2-5 h，后在450-550 °C下焙燒
O.5-4 h，即制得Ag/ Y -Al2O3吸附劑。在本發(fā)明上述的技術(shù)方案中，進(jìn)一步說，所述的吸附劑中以Y-Al2O3載體為基準(zhǔn)活性組分銀的質(zhì)量占13-18%，其所述的超聲波功率為50-150 W，超聲波清洗儀中水溫控制為 28-40°C，超聲浸潰 30-60 min。將本發(fā)明所制得的Ag/ y -Al2O3吸附劑與噻吩濃度為500 ppm, CS2濃度為200 ppm的苯以I g的Ag/ Y -Al2O3吸附劑對(duì)應(yīng)20 mL苯的比例加入試劑瓶中，確保試劑瓶密封完好，在常壓、25 °C下放置24 h后，使用氣相色譜檢測(cè)吸附后苯中噻吩與CS2的濃度，并可計(jì)算得出吸附劑的脫硫效率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所制備的Ag/Y-Al2O3吸附劑能夠在常壓、25 °C下將苯中的噻吩從500 ppm脫除到5 ppm以下，同時(shí)也能夠?qū)⒈街械腃S2從200 ppm完全脫除，效果明顯優(yōu)于現(xiàn)有方法制備的吸附劑。本發(fā)明制備方法還具有所用時(shí)間短，制備過程中只需要一種活性組分，且活性組分銀的負(fù)載量易于控制、在載體表面分散均勻，制備出的Ag/Y -Al2O3吸附劑能夠達(dá)到深度脫除苯中的噻吩與二硫化碳的目的。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明所稱的一種脫除苯中噻吩和二硫化碳用Ag/Y-Al2O3吸附劑的制備方法作出進(jìn)一步的詳細(xì)說明
本發(fā)明方法采用等體積浸潰法將活性組分銀負(fù)載到Y(jié)-Al2O3載體上的同時(shí)，采用超聲波的作用使銀均勻分散制得Ag/ y -Al2O3吸附劑。所制備得到的Ag/ y -Al2O3吸附劑，其活性組分銀的負(fù)載量易于控制且均勻分散，可深度脫除苯中的噻吩與二硫化碳。實(shí)施方式I
實(shí)施本發(fā)明所述的一種脫除苯中噻吩和二硫化碳用Ag/ Y -Al2O3吸附劑的制備方法，其具體方法步驟如下
I、將Y-Al2O3粉末置于燒杯中，在200°C下烘3.5 h，后置于干燥器中降至室溫，制得Y-Al2O3載體。置于干燥器中，是因?yàn)閅-Al2O3粉末如果放置在空氣中，則會(huì)吸附空氣中的水蒸氣；
II、將上述步驟I所制得的Y-Al2O3載體10 g置于15 mL安瓿瓶中，用滴定管滴加去離子水，并不斷攪拌，根據(jù)滴定管的讀數(shù)差，測(cè)得10克Y-Al2O3載體對(duì)水的飽和吸附量是6. 50 mL ；
III、預(yù)先設(shè)定制備以Y-Al2O3載體質(zhì)量為基準(zhǔn)銀含量為10.0%的Ag/Y-Al2O3吸附齊U，則10 g的Y -Al2O3載體需要負(fù)載的Ag的質(zhì)量為lg，由Ag、N、O的相對(duì)原子量分別為107. 8682、14. 00674、15. 9994可計(jì)算得硝酸銀中Ag的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63. 4993%，進(jìn)而可計(jì)算得所需硝酸銀的質(zhì)量為I. 5748 g,將該質(zhì)量的硝酸銀完全溶解于體積為6. 50 mL的去離子水中，配制得硝酸銀水溶液；
I V、將上述步驟III制備的硝酸銀水溶液置于燒杯中并用保鮮膜封口，后將該燒杯置于盛有水的超聲波清洗儀中，設(shè)置好超聲波功率為20 W，頻率為25000 Hz0超聲波清洗儀中水溫為25 °C，由循環(huán)泵向超聲波清洗儀中抽取循環(huán)25 °C的水所控制；
V、取上述步驟I所制得的Y-Al2O3載體10 g，將其置于步驟IV中的硝酸銀水溶液中，并開啟超聲波清洗儀，超聲浸潰90 min；
U將上述步驟V中所制得的物質(zhì)在80 °C下烘6 h，后在馬弗爐中450 °C下焙燒4 h，制得以Y-Al2O3載體質(zhì)量為基準(zhǔn)銀含量為9. 9%的Ag/Y-Al2O3吸附劑。可以得出，制備的Ag/ Y -Al2O3吸附劑中以Y -Al2O3載體質(zhì)量為基準(zhǔn)銀含量為9. 9%，其與步驟III預(yù)先設(shè)定的以Y -Al2O3載體質(zhì)量為基準(zhǔn)銀含量為10. 0%相差僅有O. 1%。將本發(fā)明上述方法制得的Ag/Y-Al2O3吸附劑I g置于20 mL的試劑瓶中，并加入20 mL噻吩濃度為500 ppm, CS2濃度為200 ppm的苯，蓋上瓶蓋確保試劑瓶密封完好，在常壓、25 °C下放置24 h后，用氣相色譜檢測(cè)得到吸附后苯中噻吩與CS2的濃度分別為4. 8ppm與O. O ppm,計(jì)算得出吸附劑對(duì)噻吩和CS2的脫除率分別為99. 04 %和100. 00 %。對(duì)比例I

發(fā)明者常麗萍, 廖俊杰, 張艷軍, 王建成, 王文博, 謝克昌, 鮑衛(wèi)仁 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)