体系的石墨烯气凝胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石墨烯气凝胶技术领域，尤其涉及一种负载聚离子液体-NaBH4-NiCl 2 体系的石墨烯气凝胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在全世界范围内，环境保护法规对燃料油中硫含量的要求一直在不断提高。我国 虽然作为发展中国家，但汽车保有量以及燃料油消耗量却是一直处于世界前列，因此，于 2011年颁布的GB 17930-2011《车用汽油》国家标准要求国IV车用汽油硫含量不得高于 50 μ g/g〇
[0003] 目前，炼厂现有生产低硫汽柴油、航煤等燃料比较成熟的工艺主要是通过CoMoS 或NiMoS系列催化剂催化加氢脱硫（HDS)反应实现的。然而，催化加氢脱硫（HDS)反应应 用在生产硫含量< 50 μ g/g或硫含量< 10 μ g/g的超低硫燃料，甚至硫含量< 1 μ g/g升温 无硫燃料，则成本偏高，经济效益不足，并且深度脱硫时会出现不利的烯烃饱和现象，造成 产物油辛烷值急剧降低，脱硫产物油后期需要再与高辛烷值组分调和或经过辛烷值恢复处 理，进一步导致生产过程复杂，并且降低经济效益。另外，主流系列催化剂如CoMoS或NiMoS 系列催化加氢脱硫（HDS)反应对苯并噻吩、二苯并噻吩以及它们的衍生物的脱硫效果都比 较有限，因此也限制了催化加氢脱硫（HDS)反应在生产超低硫燃料甚至无硫燃料上的应 用。
[0004] 离子液体萃取辅助还原脱硫方法是近年来逐步发展的一种脱硫方法，在离子液体 萃取辅助还原脱硫方法中，离子液体是可以重复利用的，只要通过不断添加还原剂，在理论 上是可以将离子液体萃取辅助还原脱硫方法进行连续性使用。但是，实际推广应用上却存 在着诸多问题，例如由于离子液体的流动性，以及两相溶液催化在工业化实现上的效率太 低，是限制了这种还原脱硫方法的推行。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的技术问题在于提供一种负载聚离子液体-NaBH4-NiCl 2体系的石墨 烯气凝胶及其制备方法，制备的石墨烯气凝胶其脱硫效率高，催化活性高。
[0006] 有鉴于此，本发明提供了一种负载聚离子液体-NaBH4-NiCl2体系的石墨烯气凝 胶，所述聚离子液体的分子式如式1所示：
[0007]
【主权项】
1. 一种负载聚离子液体-NaBH 4-NiCl2体系的石墨烯气凝胶，其特征在于，所述聚离子 液体的分子式如式1所不：
其中，R为正辛基、异辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基和带烷基链 的芳香基中的一种或几种，η为25?100。
2. -种负载聚离子液体-NaBH 4-NiCl2体系的石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于， 包括以下步骤： 将NaBHjP NiCl 2 · 6H20混合于聚离子液体中，搅拌后得到混合物； 将所述混合物加压负载于石墨烯气凝胶上，得到负载聚离子液体-NaBH4-NiCl2体系的 石墨烯气凝胶，所述聚离子液体的分子式如式1
所示： 其中，R为正辛基、异辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基和带烷基链 的芳香基中的一种或几种，η为25?100。
3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯气凝胶按照如下方法制 备： 步骤al)将氧化石墨烯水分散液和碳纳米管水分散液混合，搅拌后倒入模具中静置， 冷冻干燥后得到氧化石墨烯/碳纳米管泡沫物； 步骤a2)利用肼蒸汽对所述氧化石墨烯/碳纳米管泡沫物进行化学还原，然后在 150?170°C下真空干燥，得到石墨稀气凝胶。
4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤al)具体为： 将氧化石墨烯分散在水中得到氧化石墨烯水分散液； 向所述氧化石墨烯水分散液中加入碳纳米管水分散液，在室温下搅拌1?3h，倒入模 具中静置，然后利用过冷冻干燥法干燥1?2天，得到氧化石墨烯/碳纳米管泡沫物。
5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯的片层尺寸为30? 60 μ m，碳纳米管的长度为60?100 μ m。
6. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯水分散液的浓度为 0. 2?5mg/mL，所述碳纳米管水分散液的浓度为0. 2?5mg/mL。
7. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述化学还原的温度为80?100°C。
8. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述真空干燥的时间为20?30h。
9. 根据权利要求2?8任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述NaBH4、NiCl2 ·6Η20 与聚离子液体的重量比为20?40 : 5?10 : 100。
10. 根据权利要求2?8任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合物与石墨烯 气凝胶的体积比为0.05?0.3 : 1。
【专利摘要】本发明提供了一种负载聚离子液体-NaBH4-NiCl2体系的石墨烯气凝胶及其制备方法，由于石墨烯共轭体系的存在，从而对苯并噻吩、双苯并噻吩以及它们的衍生物都具有较好的吸附性，脱硫效果明显，效率高，改进了传统氢化还原脱硫反应的不足。本发明制备的负载聚离子液体-NaBH4-NiCl2体系的石墨烯气凝胶作为一种催化剂，可以催化固液或固气两相氢化还原脱硫的进行，具有较高的催化活性以及较高的脱硫转化率；并且在消耗完还原剂硼氢化钠之后，可以通过简单的重新补充法，使其继续发挥效用，并且再生之后的催化活性以及脱硫转化率仍然较高。
【IPC分类】B01J13-00, B01J31-28, C10G45-06
【公开号】CN104525063
【申请号】CN201410804256
【发明人】吴涵
【申请人】宁波帝杨电子科技有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月12日