本發(fā)明屬于催化劑的制備領域,具體涉及一種活性炭負載過硫酸根和氧化鋯催化劑的制備方法。
背景技術:
柴油中的有機硫化物燃燒會生成SOx,對環(huán)境造成污染,危害人類健康。面對日趨嚴格的柴油硫含量標準及市場對低硫清潔柴油的巨大需求,生產(chǎn)超低硫油品已勢在必行,研究開發(fā)環(huán)境友好的油品深度脫硫技術具有重要意義。
目前,柴油脫硫技術分為加氫脫硫和非加氫脫硫技術。加氫脫硫技術條件苛刻,設備投資大,對空間位阻大的噻吩類硫化物脫除困難,因此非加氫脫硫技術成為研究熱點。非加氫脫硫技術主要包括生物脫硫、萃取脫硫、膜脫硫、吸附脫硫、氧化脫硫技術等。其中,氧化脫硫技術以其脫硫率高、反應條件溫和、工藝流程簡單等優(yōu)點,并且可以深度脫除柴油中80%以上的噻吩類含硫化合物,成為非加氫脫硫技術中的研究熱點。
氧化脫硫技術是在常溫、常壓和催化劑存在條件下,將有機硫化物轉化為極性較強的物質(zhì),再通過萃取劑或吸附劑分離除去,從而達到深度脫硫的目的。柴油氧化脫硫技術中,催化劑的選擇是影響脫硫效果的核心。考慮到清潔生產(chǎn)的要求,氧化脫硫技術采用H2O2作為氧化劑, 并以液體酸作為催化劑。H2O2/液體酸氧化脫硫技術雖然能達到較高脫硫率,但液體酸部分溶于油品中,影響了燃料油品質(zhì),而且液體酸容易腐蝕設備,難以連續(xù)生產(chǎn),產(chǎn)物與催化劑難分離。
技術實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術的缺陷,本發(fā)明提供一種活性炭負載過硫酸根和氧化鋯催化劑的制備方法,制備的催化劑催化效率高,用于脫硫反應中,易于產(chǎn)物分離,可以重復利用。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的。
活性炭負載過硫酸根和氧化鋯催化劑的制備方法,包含以下步驟:
(1)模型油的配制:正十二烷和二苯并噻吩按質(zhì)量比430:1混合制備得到模擬油;
(2)將活性炭研磨,篩分過20-40目,備用;取ZrOCl2·8H2O溶入超純水中,超聲波處理30min,得到ZrOCl2·8H2O的水溶液,其中,ZrOCl2·8H2O和超純水的質(zhì)量比為1:5;
(3)按質(zhì)量比為1:2將步驟(2)所得的活性炭加入ZrOCl2·8H2O的水溶液中,常溫浸漬10h;在磁力攪拌下加入氨水,調(diào)節(jié)溶液pH 值為9-10, 25℃反應12h;抽濾,用超純水洗滌5次后,110℃干燥12h,得到無定型Zr(OH)4,按質(zhì)量比1:15將Zr(OH)4加入過硫酸銨溶液中,浸漬6h;過濾,于110℃干燥12h,在80℃下于管式加熱爐通N2焙燒3h,冷卻后,按照質(zhì)量比1:10加入到步驟(1)得到的模擬油中,在25℃下浸漬12h,過濾,真空干燥,即得到活性炭負載過硫酸根和氧化鋯催化劑。
優(yōu)選地,上述步驟(2)中,超聲波的功率為200W。
優(yōu)選地,上述步驟(3)中,過硫酸銨溶液的濃度為0.5mol/L。
優(yōu)選地,上述步驟(3)中,真空干燥的條件為110℃干燥1h。
本發(fā)明的優(yōu)點:
本發(fā)明提供的活性炭負載過硫酸根和氧化鋯催化劑,制備的催化劑催化效率高,用于脫硫反應中,易于產(chǎn)物分離,可以重復利用,催化活性高。
具體實施方式
實施例1
活性炭負載過硫酸根和氧化鋯催化劑的制備方法,包含以下步驟:
(1)模型油的配制:正十二烷和二苯并噻吩按質(zhì)量比430:1混合制備得到模擬油;
(2)將活性炭研磨,篩分過20-40目,備用;取ZrOCl2·8H2O溶入超純水中,超聲波處理30min,得到ZrOCl2·8H2O的水溶液,其中,ZrOCl2·8H2O和超純水的質(zhì)量比為1:5;
(3)按質(zhì)量比為1:2將步驟(2)所得的活性炭加入ZrOCl2·8H2O的水溶液中,常溫浸漬10h;在磁力攪拌下加入氨水,調(diào)節(jié)溶液pH 值為9-10, 25℃反應12h;抽濾,用超純水洗滌5次后,110℃干燥12h,得到無定型Zr(OH)4,按質(zhì)量比1:15將Zr(OH)4加入過硫酸銨溶液中,浸漬6h;過濾,于110℃干燥12h,在80℃下于管式加熱爐通N2焙燒3h,冷卻后,按照質(zhì)量比1:10加入到步驟(1)得到的模擬油中,在25℃下浸漬12h,過濾,真空干燥,即得到活性炭負載過硫酸根和氧化鋯催化劑。
實施例2
活性炭負載過硫酸根和氧化鋯催化劑的制備方法,包含以下步驟:
(1)模型油的配制:正十二烷和二苯并噻吩按質(zhì)量比430:1混合制備得到模擬油;
(2)將活性炭研磨,篩分過20-40目,備用;取ZrOCl2·8H2O溶入超純水中,超聲波處理30min,超聲波的功率為200W,得到ZrOCl2·8H2O的水溶液,其中,ZrOCl2·8H2O和超純水的質(zhì)量比為1:5;
(3)按質(zhì)量比為1:2將步驟(2)所得的活性炭加入ZrOCl2·8H2O的水溶液中,常溫浸漬10h;在磁力攪拌下加入氨水,調(diào)節(jié)溶液pH 值為9-10, 25℃反應12h;抽濾,用超純水洗滌5次后,110℃干燥12h,得到無定型Zr(OH)4,按質(zhì)量比1:15將Zr(OH)4加入過硫酸銨溶液中,過硫酸銨溶液的濃度為0.5mol/L,浸漬6h;過濾,于110℃干燥12h,在80℃下于管式加熱爐通N2焙燒3h,冷卻后,按照質(zhì)量比1:10加入到步驟(1)得到的模擬油中,在25℃下浸漬12h,過濾,真空干燥,真空干燥的條件為110℃干燥1h,即得到活性炭負載過硫酸根和氧化鋯催化劑。