[发明专利]活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂的制备领域，具体涉及一种活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂的制备方法。

背景技术

柴油中的有机硫化物燃烧会生成SOx，对环境造成污染，危害人类健康。面对日趋严格的柴油硫含量标准及市场对低硫清洁柴油的巨大需求，生产超低硫油品已势在必行，研究开发环境友好的油品深度脱硫技术具有重要意义。

目前，柴油脱硫技术分为加氢脱硫和非加氢脱硫技术。加氢脱硫技术条件苛刻，设备投资大，对空间位阻大的噻吩类硫化物脱除困难，因此非加氢脱硫技术成为研究热点。非加氢脱硫技术主要包括生物脱硫、萃取脱硫、膜脱硫、吸附脱硫、氧化脱硫技术等。其中，氧化脱硫技术以其脱硫率高、反应条件温和、工艺流程简单等优点，并且可以深度脱除柴油中80％以上的噻吩类含硫化合物，成为非加氢脱硫技术中的研究热点。

氧化脱硫技术是在常温、常压和催化剂存在条件下，将有机硫化物转化为极性较强的物质，再通过萃取剂或吸附剂分离除去，从而达到深度脱硫的目的。柴油氧化脱硫技术中，催化剂的选择是影响脱硫效果的核心。考虑到清洁生产的要求，氧化脱硫技术采用H2O2作为氧化剂， 并以液体酸作为催化剂。H₂O₂/液体酸氧化脱硫技术虽然能达到较高脱硫率，但液体酸部分溶于油品中，影响了燃料油品质，而且液体酸容易腐蚀设备，难以连续生产，产物与催化剂难分离。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂的制备方法，制备的催化剂催化效率高，用于脱硫反应中，易于产物分离，可以重复利用。

本发明是通过以下技术方案实现的。

活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂的制备方法，包含以下步骤：

（1）模型油的配制：正十二烷和二苯并噻吩按质量比430:1混合制备得到模拟油；

（2）将活性炭研磨，筛分过20-40目，备用；取ZrOCl₂·8H₂O溶入超纯水中，超声波处理30min，得到ZrOCl₂·8H₂O的水溶液，其中，ZrOCl₂·8H₂O和超纯水的质量比为1:5；

（3）按质量比为1:2将步骤（2）所得的活性炭加入ZrOCl₂·8H₂O的水溶液中，常温浸渍10h；在磁力搅拌下加入氨水，调节溶液pH 值为9-10， 25℃反应12h；抽滤，用超纯水洗涤5次后，110℃干燥12h，得到无定型Zr（OH）₄，按质量比1:15将Zr（OH）₄加入过硫酸铵溶液中，浸渍6h；过滤，于110℃干燥12h，在80℃下于管式加热炉通N₂焙烧3h，冷却后，按照质量比1:10加入到步骤（1）得到的模拟油中，在25℃下浸渍12h，过滤，真空干燥，即得到活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂。

优选地，上述步骤（2）中，超声波的功率为200W。

优选地，上述步骤（3）中，过硫酸铵溶液的浓度为0.5mol/L。

优选地，上述步骤（3）中，真空干燥的条件为110℃干燥1h。

本发明的优点：

本发明提供的活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂，制备的催化剂催化效率高，用于脱硫反应中，易于产物分离，可以重复利用，催化活性高。

具体实施方式

实施例1

活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂的制备方法，包含以下步骤：

（1）模型油的配制：正十二烷和二苯并噻吩按质量比430:1混合制备得到模拟油；

（2）将活性炭研磨，筛分过20-40目，备用；取ZrOCl₂·8H₂O溶入超纯水中，超声波处理30min，得到ZrOCl₂·8H₂O的水溶液，其中，ZrOCl₂·8H₂O和超纯水的质量比为1:5；