[发明专利]双亲性Lindqvist型多酸TiO2

说明书

本发明公开了双亲性Lindqvist型多酸TiO₂复合纳米纤维，制备方法包括：(1)磁力搅拌下，向盐酸酸化的Na₂MoO₆·2H₂O水溶液中加入烷基三甲基溴化铵水溶液，加热，过滤，用水和乙醚洗涤，干燥；(2)钛酸丁酯、聚乙烯吡咯烷酮溶解于由N,N‑二甲基甲酰胺、冰乙酸和乙酰丙酮形成的混合溶剂中，运用静电纺丝方法获得TiO₂纳米纤维；(3)将TiO₂纳米纤维分散在乙醇中，搅拌，得到溶液A；将表面活性剂包裹的Lindqvist型多酸溶于乙醇中，搅拌，得到溶液B；溶液B缓慢滴加到溶液A中，搅拌，用水和乙醇洗涤，真空干燥，得到复合纳米纤维；本发明制备方法简单，有效解决了多酸团聚问题；易于分离回收；与过氧化氢和离子液体[Bmim]PF₆形成萃取催化氧化脱硫体系，提高了过氧化氢利用率，脱硫效率高、可重用性好。

技术领域

本发明属功能纳米材料制备和催化脱硫技术领域，具体涉及一种双亲性Lindqvist型多酸TiO₂复合纳米纤维及其制备方法和应用。

背景技术

硫化物大量释放不仅引发酸雨等环境问题，同时对人类健康和生态平衡造成恶劣影响，因此超深度脱硫俨然成为一种迫切需要。加氢脱硫作为传统的脱硫工艺广泛应用于石油提炼工业，中国专利 CN 1488715A采用加氢脱硫、脱芳烃的方法对柴油实现深度脱硫。但苛刻的操作条件和对芳环类硫化物较低的脱除效率是该体系的弊端。所以，各种非加氢脱硫方法不断被发展，如生物脱硫、氧化脱硫和萃取催化氧化脱硫等。其中,萃取催化氧化脱硫体系因能在温和条件下对顽固硫化物实现较好的脱除效果而得到广泛关注，该体系的脱硫表现受到氧化剂、萃取剂和催化剂的共同影响。过氧化氢作为一种经济环保的氧化剂被大量报道的同时，因其不充分利用导致的安全问题和资源浪费亟待解决。

多酸是一类具有特殊物理化学性质的活泼金属氧化物团簇，广泛应用在药学、材料和催化等领域。相比之下，钼和钨为金属中心的多酸在脱硫方面呈现较高的催化活性，例如Keggin型多酸[PMo₁₂O₄₀]^3-和[PW₁₂O₄₀]^3-等，但是Lindqvist型多酸作为脱硫催化剂的研究相对较少。鉴于多酸作为同相催化剂难于分离和回收，异相催化剂的合成因而引起研究者的极大兴趣。近年来，多酸负载二氧化钛纳米材料的技术方案不断被报道，但各类合成方法中普遍存在多酸团聚现象。迄今为止，在条件温和且耗能小的条件下，夹心型多酸负载在二氧化钛纳米纤维上应用于深度脱硫还尚未被报道。

发明内容

本发明目的是为解决多酸作为同相催化剂重复性弱、负载二氧化钛纳米材料造成多酸大量团聚的问题，提供一种高效率、低能耗且可多次循环利用、实现超深度脱硫的双亲性Lindqvist型多酸TiO₂复合纳米纤维及其制备方法和应用。

双亲性Lindqvist型多酸TiO₂复合纳米纤维，分子式为(C₁₅H₃₄N)₂(Mo₆O₁₉)/TiO₂、(C₁₉H₄₂N)₂(Mo₆O₁₉)/TiO₂或(C₂₁H₄₆N)₂(Mo₆O₁₉)/TiO₂。

双亲性Lindqvist型多酸TiO₂复合纳米纤维的制备方法，它包括：

1）表面活性剂包裹的Lindqvist型多酸的合成：