[发明专利]一种基于深共融溶剂掺杂的纳米纤维膜及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于深共融溶剂掺杂的纳米纤维膜及其应用，属于膜分离领域。

背景技术

过去的20年里,清洁油品生产成为全球范围内的重要研究课题。油品中的有机硫化物燃烧后生成的SO_x不仅会引起酸雨、雾霾等环境问题,还能使汽车三元催化器的贵金属催化剂中毒；此外,SO_x还会腐蚀发动机,严重危害人体健康^[1,2]。随着人们环保意识的日益加强,世界各国对燃料油标准，特别是硫含量，提出了越来越严格的要求，超低硫含量是世界燃油清洁化发展的总趋势。

目前，工业生产低硫燃油的主流技术是催化加氢脱硫法(HDS)^[3]，虽然效果好，但其主要缺陷是反应条件需高温高压；同时，苯并噻吩(BT)及二苯并噻吩(DBT)类芳香族含硫物质由于较复杂的空间位阻而难以被完全脱除。因此，学者们提出了氧化脱硫^[4]、吸附脱硫^[5]、萃取脱硫^[6]、生物脱硫^[7]等非加氢脱硫方法，以寻找脱硫效果好、污染物排放少、反应条件温和的具有竞争力的新路径。传统化工生产中的萃取、吸附、共沸蒸馏等操作涉及很多挥发性有机溶剂(如醚、胺、醇等)，缺点很明显：不环保、溶剂难以回收利用等。因此，采用新工艺和新技术降低燃油中的硫含量，以实现燃油的清洁化有着重要意义。

作为一种新型溶剂，类离子液体——深共融溶剂因其优异的物理化学性能受到了人们的关注。它是一种新型溶剂，其很多物化性质与离子液体相似，又被称为类离子液体。深共融溶剂不仅具有离子液体的优势，如较好的化学稳定性、可设计性和可循环使用等优点，而且还具有原料廉价易得且绿色环保，合成工艺简单等优点。因此，深共融溶剂被认为是与离子液体同等重要的替代挥发性有机溶剂的“绿色溶剂”^[8-12]。

高压静电纺丝是近年来制备聚合物纳米纤维膜的方法^[13-14]。通过静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近十几年来世界材料科学技术领域的最重要的学术与技术活动之一。静电纺丝并以其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控等优点，已成为有效制备纳米纤维材料的主要途径之一。静电纺丝技术已经制备了种类丰富的纳米纤维，包括有机、有机/无机复合和无机纳米纤维。

参考文献：

[1]Granger P,Parvulescu V I.Catalytic NO_xabatement systems for mobile sources:from three-way to lean burn after-treatment technologies.Chemical Reviews,2011,111(5):3155–3207.

[2]Liu P,Rodriguez J A,Asakura T,et al.Desulfurization reactions on Ni₂P(001)and α-Mo₂C(001)surfaces:complex role of P and C sites.Journal of Physical Chemistry.B,2005,109:4575–4583.

[3]Dinh M T N,Rajbhandari P,Lancelot C,et al.Tuning Hydrodesulfurization Active-Phase Dispersion using Optimized Mesoporous Titania-Doped Silica Supports.Chem.Cat.Chem.,2014,6:328-338.

[4]Carnaroglio D,Gaudino E C,Mantegna S,et al.Ultrasound-assisted oxidative desulfurization/denitrification of liquid fuels with solid oxidants.Energy Fuels,2014,28(3):1854-1859.