[发明专利]一种镧掺杂镍钛复合氧化物光催化剂及其在光催化氧化脱硫中的应用

说明书

本发明公开一种镧掺杂镍钛复合氧化物光催化剂及其在光催化氧化脱硫中的应用，属于油品加工技术领域。该光催化剂为La_xNi_1‑xTiO₃光催化剂，其中0.01≤x≤0.15。本发明采用金属盐为原料，水热法合成光催化剂，制备方法过程简单，耗时短，条件也较为温和。本发明的光催化剂增强了在可见光范围内的光响应，提高了对光的利用率，增强了对汽油中噻吩硫化物的脱除效果。本发明中光催化剂表现出反应条件温和、脱硫效果好、油品损失少、循环使用效果好等优良效果。使用本发明的光催化剂用于汽油的光催化氧化萃取脱硫，反应3h后二苯并噻吩脱除率最高可达到95％以上，可以将汽油中噻吩硫含量降低到2.5ppm以下。

技术领域

本发明属于油品加工技术领域，涉及一种用于汽油脱硫的可见光催化剂，具体涉及一种镧掺杂镍钛复合氧化物光催化剂及其在光催化氧化脱硫中的应用，特别涉及一种La_xNi_1-xTiO₃光催化剂在可见光下氧化萃取脱除汽油中噻吩硫化物方面的应用。

背景技术

进入二十一世纪以来，汽车工业呈现爆炸式发展，全球汽车保有量不断升高，能源消费急剧增长。汽油作为重要的动力燃料，在各国燃料结构中占有较高份额。2016年我国汽油需求量已达到1.18亿吨，并且由于乘用车升级需求及中小城市汽车普及率不断提高，未来一段时间内汽油的消耗量还会继续增大。由此导致的尾气排放对环境的危害也将日趋严重，能源需求与环境保护之间的矛盾日益突出。

汽车中硫化物的存在会造成很大的危害，汽油中的硫化物不仅会在燃烧后生成硫氧化物直接污染环境，还会使汽车尾气转化器中的催化剂中毒，降低了催化转化器的转化能力，增加了汽车尾气中三种有害物质HC、CO、NO_X的排放量，间接加重环境恶化。鉴于汽油高含硫带来的弊端，世界各国纷纷根据自身的经济和技术条件，制定了严格的燃油规格和排放标准以提高燃油品质。

目前汽油脱硫技术主要包括加氢脱硫(HDS)和非加氢脱硫两类。HDS是指在催化剂的作用下，以氢气为还原剂，首先将油品中的有机硫化物还原为硫化氢，再经气液分离和汽提等技术进行气液分离从而获得低硫油品的一种方法。一般来说汽油馏分中的有机硫化物主要包括硫醇、硫醚和噻吩衍生物等，其中硫醇和硫醚易于加氢去除，而噻吩类硫化物稳定性较高，难以通过加氢脱硫去除。要用加氢脱硫去除这些硫化物需要更为苛刻的反应条件，大幅增加脱硫成本。因此人们开始致力于各种非加氢脱硫技术。吸附脱硫、萃取脱硫、氧化脱硫和生物脱硫等因反应条件温和和较高的脱硫率而得到广泛的关注。其中，光催化氧化脱硫作为一种新型氧化脱硫技术，因其能耗低而成为一个研究热点。在众多光催化剂中，钛基复合氧化物(如钙钛复合氧化物、钡钛复合氧化物、镍钛复合氧化物)有着较为稳定的钙钛矿结构，并且易于制备。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种镧掺杂镍钛复合氧化物光催化剂。

本发明的另一目的在于提供上述镧掺杂镍钛复合氧化物光催化剂的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种镧掺杂镍钛复合氧化物光催化剂，是通过水热法合成得到La_xNi_1-xTiO₃光催化剂，其中0.01≤x≤0.15。

优选的，0.05≤x≤0.15；

进一步优选的，0.1≤x≤0.15；

最优选的，x＝0.1。

所述的镧掺杂镍钛复合氧化物光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

将镍盐与镧盐溶于去离子水中，在强烈搅拌下，向溶液中逐滴滴加钛酸丁酯，然后加入固体氢氧化钠，室温下搅拌；随后将溶液加热反应；冷却过滤，并用去离子水、乙醇洗涤，干燥，得到镧掺杂镍钛复合氧化物光催化剂。