[发明专利]羧基取代金属酞菁敏化Zn2SnO4粉末的催化脱硫剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于轻质燃油脱硫技术领域，尤其涉及一种羧基取代金属酞菁敏化Zn₂SnO₄粉末的催化脱硫剂及其制备方法。

背景技术

汽车工业快速发展，汽车尾气对环境的污染成为主要因素。汽油中的含硫化合物燃烧生成SOx，不仅是酸雨的主要来源，而且会显著降低汽车尾气催化剂对NOx、未完全燃烧的烃类及颗粒物等的转化效率，加剧环境污染。随着人们环保意识的增强以及各国相继出台的硫排放指标的限制，生产超低硫甚至无硫的清洁燃料，从源头上削减含硫化合物对环境造成的危害，已成为人们保护环境的迫切呼声。鉴于此，研究和开发用于各种流体(液体和气体)燃料和原料的切实有效的环境友好型脱硫新方法和脱硫新技术势在必行。

目前世界上各国以及各种世界性组织都在制定汽油含硫量的标准。主要有欧洲，日本，美国三大体系，其他各国基本按照各自国情参照制定。新的标准要求汽油硫含量从450μg·g^-1降低到50μg·g^-1，碳氢化合物排放量就会减少18％，CO减少19％，NOx减少9％，有毒物减少16％。因此在技术及经济条件允许的前提下，各国都在不断提高对汽油中硫含量的要求。如美国要求2006年汽油平均硫含量30μg·g^-1，最高硫含量80μg·g^-1；加拿大2005年生产平均硫含量30μg·g^-1的低硫汽油；欧盟国家2005年生产含硫50μg·g^-1的低硫汽油；德国在2003年推行使用10μg·g^-1低硫汽油，并且已于2000年2月向欧盟提交了关于在2007年使用“无硫”燃料的提案；我国汽油从2003年要求硫含量为800μg·g^-1，力争2010年与国际标准接轨。但总体来讲，燃油脱硫催化剂的研究在我国尚处于起步阶段。

为了降低油品中硫含量，大多数人选择加氢脱硫。加氢脱硫对油品馏分中的硫醇、硫醚脱除相对容易，但存在着一次性投资大、运行成本高、消耗氢气量大等问题，而且难以脱除二苯并噻吩和烷基取代二苯并噻吩系列硫化物，不能满足深度脱硫要求；另外被脱除的硫以硫化氢的形式存在，对环境还会造成污染。光化学氧化法因其具有的操作简单和成本低等特点，成为一种新兴的脱硫技术，并受到人们的广泛关注。光化学氧化脱硫法就是利用半导体来催化氧化燃油中含硫化合物，降低燃油含硫量，实现燃油的深度脱硫技术。国内外对光化学氧化法的研究主要集中在降解水中有机污染物上，将其应用于降低燃油中硫含量的研究才刚刚开始，反应机理和机动力学特性方面的研究还不完善，还存在许多需要解决的问题。目前染料敏化半导体催化剂的制备方面存在以下几个问题：(1)传统的溶胶凝胶法和共沉淀法制备氧化物粉体都要在高温下进行热处理来促进结晶，而要提高其光响应范围和光催化特性就必须进行掺杂改性，染料敏化是一种比较有效的方法，但是一般染料在氧化物结晶温度下会分解，无法实现有效复合。(2)另一方面的研究是在氧化物粉体制备成功后再通过浸渍法负载染料，这种方法所制备的催化剂只是物理吸附作用，在降解过程中会解吸附。同时，表面负载的金属酞菁只是以物理作用吸附在半导体表面，无法实现金属酞菁上的光电子向氧化物的价带的有效转移，无法有效提高催化性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种羧基取代金属酞菁敏化Zn₂SnO₄粉末的催化脱硫剂及其制备方法.

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种羧基取代金属酞菁敏化Zn₂SnO₄粉末催化脱硫剂，所述的催化脱硫剂含有四羧基酞菁配合物TcPcM和Zn₂SnO₄粉末，TcPc为四羧基酞菁，M为Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺金属离子中的一种或者多种的组合。

上述方案中，所述Zn₂SnO₄粉末和TcPcM的表观摩尔比为50～150：1。

上述方案中，所述Zn₂SnO₄和TcPcM的最优表观摩尔比为100：1。