[发明专利]一种钼基金属有机框架材料以及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种钼基金属有机框架材料以及其制备方法和应用，该钼基金属有机框架材料以三氧化钼(MoOsubgt;3/subgt;)为金属节点，咪唑或咪唑衍生物为有机框架通过简单的水热回流法制备，其可以应用于燃油氧化脱硫领域，在以钼基金属有机框架(Mo‑MOFs)为催化剂，以含有[PFsubgt;6/subgt;supgt;‑/supgt;]阴离子的离子液体为萃取剂，过氧化氢(Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;)为氧化剂进行氧化脱硫活性的测试中表现出优异的脱硫性能，在常压相对低温的条件下仅需12min便可将燃油中的硫化物通过萃取耦合氧化的方式将燃油中的硫化物100％去除。

技术领域

本发明涉及燃油脱硫技术领域，尤其是涉及一种钼基金属有机框架材料以及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业化进程的不断深入，我国对能源的需求量与日俱增。其中燃油占有重要的地位，但是由于燃油的成分较为复杂且在燃油中存在大量的硫化物，在使用过程中会产生大量的硫氧化物，对环境造成极大的破坏；因此目前各国均颁布了一系列相关的政策用于限制燃油中的硫化物含量。

目前工业化应用的脱硫工艺主要有加氢脱硫(HDS)技术和氧化脱硫技术；其中加氢脱硫(HDS)技术对硫醇、硫化物的脱除效率非常好，但是对存在空间位阻的噻吩类化合物较难脱除；而且加氢脱硫的反应条件比较苛刻，通常需要在高温高压下进行。而氧化脱硫是一种极为高效且反应条件温和的脱硫方式，其是利用催化剂和氧化剂的协同作用将极性较小的DBT氧化为极性较大的 DBTO₂，进而利用萃取或者吸附将其除去；其中催化剂的选取极大的影响氧化脱硫的效率。

金属有机框架是通过金属节点和有机框架结合形成的一种性能优良的材料，已被广泛应用于催化领域。其中过渡金属钼是一种极易改变其氧化状态的元素，其氧化物，碳化物以及氮化物等均被广泛应用于催化领域，但是以金属钼为金属节点制备金属有机框架应用于燃油脱硫确尚未有相关报导。

因此，有必要提供一种新的技术方案以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可有效解决上述技术问题的钼基金属有机框架材料以及其制备方法和应用。

为达到本发明之目的，采用如下技术方案：

一种钼基金属有机框架材料的制备方法，其包括如下步骤：将三氧化钼、有机框架加入单口烧瓶中，然后加入50-250ml去离子水作为溶剂，在 50℃-120℃的油浴中回流加热5-12h；反应结束后通过过滤收集反应生成的沉淀，经过多次洗涤后置于50℃的真空干燥箱中干燥12h，即得钼基金属有机框架材料，即Mo-MOFs。

优选的，所述有机框架为咪唑或咪唑衍生物。

优选的，所述三氧化钼与有机框架的用量比为(0.01-0.1)mol：(0.01-0.5) mol。

进一步的，本发明还提供了一种采用上述方法制备的钼基金属有机框架材料，并提供了该钼基金属有机框架材料在燃油氧化脱硫中的应用。

优选的，所述钼基金属有机框架材料用于燃油氧化脱硫的步骤为：将 Mo-MOFs、萃取剂、油相加入套瓶中，利用水浴进行加热，磁旋搅拌器充分搅拌；2min后加入6.4-32μL氧化剂，在水浴温度为10-80℃，搅拌速度为100-1000 rmp的条件下进行反应，每隔2min暂停反应取上层清油作为脱硫油品，通过气相色谱测定硫含量、计算脱硫率。

优选的，所述Mo-MOFs、萃取剂、氧化剂、油相、以及油相中的硫含量的比例为：(0.0005-1)g：(0.1-5)mL：(6.4-32)μL：(1-20)mL:(10-1000)ppm。

优选的，所述萃取剂为含有[PF₆^-]阴离子的离子液体。