多孔材料及其制备方法、用途的制作方法

文档序号:5055669阅读:240来源:国知局
专利名称:多孔材料及其制备方法、用途的制作方法
技术领域
本发明属于吸附剂技术领域,具体涉及一种多孔材料及其制备方法、用途。
背景技术
硫化物是大气主要的污染源之一,还会导致酸雨的发生。目前,噻吩硫化物是脱硫技术中较难去除的硫化物。燃油脱硫工艺较多采用加氢法,反应总压约为3 8MPa,反应温度为300 360°C,工艺条件比较苛刻,导致成本过高;尽管如此,加氢法脱除噻吩类硫化物的效率并不高,因为芳烃的双键比噻吩类硫化物的双键在加氢反应中的活性更高,所以优先被饱和,不但导致氢气耗量增大,而且导致副产物的生成,降低燃油性质。工艺成本过高是加氢法不适于燃油深度脱硫的根本原因,萃取法,氧化法和生物法也都在实践中存在一定的缺陷。相对而言,吸附法是一种经济高效方便的脱硫方法,高选择性和高容量是吸附剂的关键,较高的表面积是吸附分离的基础平台。因此,选择一种高效的噻吩脱硫剂具有重要的意义。

发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中脱除噻吩类硫化物效率低下,成本高昂的技术问题。本发明的第一个目的在于提供一种多孔材料,可由包括如下步骤的方法制备得到步骤一、取三苯甲酸和Cu (NO3)2 ·3Η20,将二者溶解于二甲基甲酰胺的乙醇溶液中, 得混合溶液;步骤二、将混合溶液保温,过滤得沉淀,洗涤沉淀,烘干,即得多孔材料。优选地,步骤一中,所述三苯甲酸与Cu(NO3)2 · 3Η20的质量比为1:2。优选地,步骤一中,所述二甲基甲酰胺的乙醇溶液为将二甲基甲酰胺、乙醇及水按体积比为1 1 1混合而得。优选地,所述三苯甲酸与二甲基甲酰胺的乙醇溶液之间的比例关系为每Ig三苯甲酸对应51ml的二甲基甲酰胺的乙醇溶液。优选地,步骤二中,所述保温为85°C下保温20小时。优选地,步骤二中,所述烘干为85°C下烘4小时。优选地,所述多孔材料的孔径为1. 9nm,孔容为0. 56cm3/g,比表面积为1379m2/g。本发明的第二个目的在于提供一种前述多孔材料的制备方法,包括如下步骤步骤一、取三苯甲酸和Cu (NO3)2 ·3Η20,将二者溶解于二甲基甲酰胺的乙醇溶液中, 得混合溶液;步骤二、将混合溶液保温,过滤的沉淀,洗涤沉淀,烘干,即得多孔材料。本发明的第三个目的在于提供前述多孔材料在制备噻吩脱硫剂中的用途。本发明的第四个目的在于提供一种吸附分离噻吩硫化物的方法,包括将需进行脱
3硫处理的原料通过前述多孔材料的步骤。本发明具有如下的有益效果(1)本发明的多孔材料对噻吩硫化物的分离吸附效果较好,穿透容量和饱和吸附量最高可提高38%和14% ;(2)本发明的多孔材料可再生,再生率高达97 %,再生方法简单易行,经济高效, 大大降低了生产成本。


图1为实施例1制备的多孔材料在77K下队吸附等温线图;图2为实施例1制备的多孔材料的电镜扫描照片;图3为实施例2中多孔材料在脂肪模型油中的吸附结果图;图4为实施例2中多孔材料在芳香模型油中的吸附结果图;图5为实施例3中滤液中噻吩硫化物含量变化图。图6为噻吩脱硫剂再生前后吸附穿透曲线示意图。
具体实施例方式以下结合具体实施例,对本发明作进一步说明。应理解,以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。实施例1、多孔材料及其制备方法1、取三苯甲酸和Cu(NO3)2 · 3H20,溶解于二甲基甲酰胺的乙醇溶液中取Ig三苯甲酸和2g Cu (NO3) 2 · 3H20备用,将将二甲基甲酰胺、乙醇及水按体积比为1 1 1混合得二甲基甲酰胺的乙醇溶液,之后将三苯甲酸和Cu(NO3)2CH2O溶于51ml 的二甲基甲酰胺的乙醇溶液中,得混合溶液;2、利用步骤1所得混合溶液制备多孔材料取步骤1中的混合溶液,85°C下保温20小时,过滤得沉淀,洗涤沉淀,之后85°C下烘4小时,即得多孔材料。本实施例制备的多孔材料的表征如下(1) 77K下N2吸附等温线图1为本实施例制备的多孔材料在77K下的队吸附等温线,由图1可知,多孔材料符合典型的I型吸附等温线特征,这证明多孔材料以微孔为主,根据吸附等温线数据,依据密度泛函理论可得该多孔材料的孔径为1. 9nm,孔容为0. 56cm3/g,比表面积为1379m2/g。(2) SEM 检验对本实施例制备的多孔材料进行电镜扫描,结果如图2所示,由图可知该多孔材料的样品形状为八面体结构,晶形结构完整,颗粒大小均勻。实施例2、利用多孔材料分离吸附噻吩硫化物取实施例1制备的多孔材料,选用芳香模型油、脂肪模型油对多孔材料吸附分离吸附噻吩硫化物的能力进行考察,同时选用噻吩脱硫剂SBA_15(Dai ffei,et al,Thiophene capture with complex adsorbentSBA-15/Cu(1)[J]. Ind. Eng. Chem. Res. ,2006,45(23) 7892-7896)作为对比,具体操作时,将原料通过填充有多孔材料的吸附柱即可。图3为实施例1制备的多孔材料在脂肪模型油中的吸附结果图,根据图3中的穿透曲线可知,脂肪模型油中的多孔材料的穿透容量和饱和吸附量分别为0.树衬%和1. 96wt%,高于SBA-15 的0. 87wt%和1. 81wt% ;。图4为实施例1制备的多孔材料在芳香模型油中的吸附结果图,根据图4中的穿透曲线可知,芳香模型油中多孔材料的穿透容量和饱和吸附量分别为 0. 72wt%禾口 1. 85wt%,高于SBA-15的0. 52wt%禾口 1. 62wt%0可见,实施例1制备的多孔材料具有非常好的分离吸附噻吩硫化物的能力,能够用作噻吩脱硫剂。实施例3、噻吩脱硫剂的再生取实施例2中吸附有噻吩硫化物的多孔材料(噻吩脱硫剂),使用无水乙醇清洗多孔材料,得滤液,利用气相色谱氢火焰光度检测器分析所得滤液,根据洗液中硫含量的变化判断是否将吸附剂中噻吩硫除掉。图5为实施例3中滤液中噻吩硫化物含量变化图,如图所示,随着乙醇用量的增加,滤液中硫含量下降,随着乙醇用量的增加,滤液中噻吩硫化物的含量下降到0,说明已经彻底将噻吩硫化物清洗掉,之后将多孔材料干燥。将干燥后的多孔材料再次用于分离吸附噻吩硫化物,结果如图6所示,如图所示,再生后的多孔材料吸附量为首次吸附量的97%, 即多孔材料的再生率为97%左右。可见,多孔材料作为备噻吩脱硫剂具有非常好的再生性, 且再生简单易行,仅使用无水乙醇冲洗即可,经济高效。综上所述,本发明的多孔材料对噻吩硫化物的吸附量较好;同时,本发明的多孔材料可再生,再生率高达97%,再生方法简单易行,仅使用无水乙醇冲洗即可,经济高效。
权利要求
1.一种多孔材料,其特征在于,可由包括如下步骤的方法制备得到步骤一、取三苯甲酸和Cu(NO3)2 ·3Η20,将二者溶解于二甲基甲酰胺的乙醇溶液中,得混合溶液;步骤二、将混合溶液保温,过滤得沉淀,洗涤沉淀,烘干,即得多孔材料。
2.如权利要求1所述的多孔材料,其特征在于,步骤一中,所述三苯甲酸与 Cu(NO3)2 · 3Η20 的质量比为 1:2。
3.如权利要求1所述的多孔材料,其特征在于,步骤一中,所述二甲基甲酰胺的乙醇溶液为将二甲基甲酰胺、乙醇及水按体积比为1 1 1混合而得。
4.如权利1-3任一项所述的多孔材料,其特征在于,所述三苯甲酸与二甲基甲酰胺的乙醇溶液之间的比例关系为每Ig三苯甲酸对应51ml的二甲基甲酰胺的乙醇溶液。
5.如权利要求1所述的多孔材料,其特征在于,步骤二中,所述保温为85°C下保温20 小时。
6.如权利要求1所述的多孔材料,其特征在于,步骤二中,所述烘干为85°C下烘4小时。
7.如权利要求1所述的多孔材料,其特征在于,所述多孔材料的孔径为1.9nm,孔容为 0. 56cm3/g,比表面积为 1379m2/g。
8.如权利要求1所述的多孔材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤步骤一、取三苯甲酸和Cu(NO3)2 ·3Η20,将二者溶解于二甲基甲酰胺的乙醇溶液中,得混合溶液;步骤二、将混合溶液保温,过滤的沉淀,洗涤沉淀,烘干,即得多孔材料。
9.权利要求1所述的多孔材料在制备噻吩脱硫剂中的用途。
10.一种吸附分离噻吩类硫化物的方法,其特征在于,包括如下步骤将需进行脱硫处理的原料通过权利要求1-7任一项所述的多孔材料。
全文摘要
本发明涉及一种吸附剂技术领域的多孔材料及其制备方法、用途;该多孔材料可由包括如下步骤的方法制备得到步骤一、取三苯甲酸和Cu(NO3)2·3H2O,将二者溶解于二甲基甲酰胺的乙醇溶液中,获得混合溶液;步骤二、将混合溶液保温,过滤得沉淀,洗涤沉淀,烘干,即得多孔材料;本发明还涉及前述多孔材料的制备方法以及其在制备噻吩脱硫剂中的用途;同时,本发明还涉及一种利用前述多孔材料吸附分离噻吩类硫化物的方法。本发明的多孔材料对噻吩硫化物的吸附量较好;同时,本发明的多孔材料可再生,再生率高达97%,再生方法简单易行,仅使用无水乙醇冲洗即可,经济高效。
文档编号B01J20/28GK102335591SQ201010237948
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月27日 优先权日2010年7月27日
发明者丁国才, 沙飞翔, 郭景鹏 申请人:上海海帝园艺有限公司
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