[发明专利]一种改性金属有机骨架材料的制备方法及制得的材料

说明书

技术领域

本发明涉及燃油脱硫技术领域，特别是涉及一种能够高效脱除燃料油中的4,6-二甲基二苯并噻吩的改性金属有机骨架材料的制备方法及制得的材料。

背景技术

在近年来，随着经济的快速发展和运输行业的不断扩大，人们对燃料油的需求量不断增加。但是，油品燃烧后会向大气中排放SO₂、SO₃等有毒气体，进而形成酸雨降落到地面，对建筑及人类造成严重的危害。针对日益严重的全球环境问题，保护大气环境，各国政府相应的出台了很多政策，对油品中的硫化物含量做出了限定。从中可以看出，人们对燃料油中的硫化物含量要求越来越低。因此，设法减少其中的含硫化合物，进而从源头上减少SO₂、SO₃等有毒气体的排放，变得十分重要。

目前，人们一直在尝试用各种方法脱除汽油中的含硫化合物，最常见的方法有加氢脱硫、氧化脱硫、吸附脱硫和萃取脱硫,而吸附脱硫由于具有操作简单、吸附剂可再生等优势，受到人们的广泛关注。因此寻找一种吸附量高、操作简便、可再生的吸附剂成为人们的主要研究方向。

发明内容

为此，本发明要解决的技术问题是克服现有汽油脱硫存在的上述不足，进而提供一种改性金属有机骨架材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于脱除汽油中的4,6-二甲基二苯并噻吩的改性金属有机骨架材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将有机配体H₃abtc加入到有机溶剂N,N’-二甲基甲酰胺中，超声至配体完全溶解，得到配体溶液；

(2)加入Cu(NO₃)₂·3(H₂O)和磷钨酸(PTA)，搅拌使其完全溶解，在80℃条件下反应48h，冷却至室温，过滤，得到绿色固体；

(3)将步骤(2)所得到的产物用N,N’-二甲基乙酰胺反复多次洗涤，以去除孔道未反应的配体等杂质，接着用甲醇泡2天，二氯甲烷泡2天，最后在真空烘箱中干燥6h，得到改性金属有机骨架材料PTA@PCN-10。优选每1g 3,3',5,5'-偶氮苯四甲酸(H₄abtc)对应Cu(NO₃)₂·3(H₂O)和磷钨酸(PTA)的质量和为2.5g，且Cu(NO₃)₂·3(H₂O)所占的百分比大于等于50％。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本发明制备方法制得的改性金属有机骨架材料优点如下：

1.本发明的改性金属有机骨架材料PTA@PCN-10对4,6-二甲基二苯并噻吩的吸附效果高于其他材料；

2.PTA@PCN-10对低浓度的4,6-二甲基二苯并噻吩溶液的脱除率达到99％以上。

3.PTA@PCN-10的可再生性能较好，至少可重复利用5次。

4.PTA@PCN-10的合成方法简单易行、操作条件温和，且操作过程中不会对环境造成损害。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1为对比例1 PCN-10的X射线衍射图。

图2为实施1 PTA@PCN-10和PCN-10的X射线衍射对比图。

图3为对比例1 PCN-10对1000ppm的4,6-二甲基二苯并噻吩溶液的吸附量随时间变化的曲线。

图4为实施1 PTA@PCN-10对1000ppm的4,6-二甲基二苯并噻吩溶液的吸附量随时间变化的曲线。

图5为对比例2 PCN-10吸附4,6-二甲基二苯并噻吩的吸附等温线。

图6为实施2 PTA@PCN-10吸附4,6-二甲基二苯并噻吩的吸附等温线。

图7为实施3 PTA@PCN-10对低浓度下的4,6-二甲基二苯并噻吩溶液的脱除率。

图8为实施4 PTA@PCN-10吸附4,6-二甲基二苯并噻吩溶液的再生研究。

具体实施方式