[发明专利]一种石墨烯负载型燃油脱硫催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯负载型燃油脱硫催化剂的制备方法，将氧化石墨烯、邻苯二甲腈和金属盐混合均匀加入到烧杯中，加入催化剂1,8‑二氮杂二环十一碳‑7‑烯（DBU），溶剂N,N‑二甲基甲酰胺（DMF），超声混合；所得溶液转入高压反应釜内，在170℃条件下，反应24h；反应结束后冷却至室温后过滤，对所得产物分别用蒸馏水、无水乙醇进行离心洗涤，并烘干，得到MPcR₄/GO复合材料，为石墨烯负载型燃油脱硫催化剂。本发明制备方法简单，对设备要求及实验条件要求较低，产率高，制得的石墨烯负载型燃油脱硫催化剂产品纯度高且质量稳定，在室温通空气氧化燃油就能达到很好的脱硫效果，且不需要辅助催化剂。

技术领域

本发明涉及能源与环境保护技术领域，具体涉及一种石墨烯负载型燃油脱硫催化剂及其制备方法。

背景技术

随着全球范围内机动车数目的激增，因此引发的环境污染情况也日益严峻，世界各国对机动车用燃油中的硫含量不断提出了更高的要求。现在欧美国家已经采取欧IV排放标准，我国要求从2003年开始车用燃油硫含量低于800 μg·g^-1，2010年力争达到国际标准(硫含量为15 μg·g^-1)。我国现在燃油含硫量约350 μg·g^-1，远高于国际标准，因此提 高燃油的脱硫效率在我国显得尤为迫切。

传统的氧化脱硫方法在氧化效果和无污染方面两者难以兼备，使得氧化法脱硫技术难以适应现代工业发展的要求。因此，寻求一种效果好、经济效益显著、无毒无污染的脱硫催化剂显得尤为重要。

目前，国内外已有多家工厂使用以酞菁配合物为催化剂的脱硫技术，工艺简单、成本低，但需要与其他助剂配合使用，工业运行不稳定。中国公开专利CN201810079258将石墨烯引入金属酞菁脱硫催化剂，但制备过程需要多种复杂原料，工艺复杂，步骤繁琐。还有文献中所述催化过程在水相中进行，双氧水为催化剂，必须增加后续油水相分离工艺，导致工艺复杂，步骤繁琐。

发明内容

本发明的目的是要提供一种石墨烯负载型燃油脱硫催化剂及其制备方法，制备方法原料简单、工艺简洁、易实现工业化生产，制得的石墨烯负载型燃油脱硫催化剂产品纯度高，脱硫效率达到90%以上。

为了达到上述目的，本发明提供的一种石墨烯负载型燃油脱硫催化剂的制备方法，包括以下步骤：

称取氧化石墨烯0.200g、邻苯二甲腈0.400g和金属盐，所述金属盐与邻苯二甲腈摩尔比为1: 4；将上述原料混合均匀加入到烧杯中，加入催化剂1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯（DBU）0.5 mL，溶剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）10 mL，超声混合2h；所得溶液转入高压反应釜内，在170℃条件下，反应24h；反应结束后冷却至室温后过滤，对所得产物分别用蒸馏水、无水乙醇进行离心洗涤，并在50℃条件下烘干，得到MPcR₄ / GO复合材料，为石墨烯负载型燃油脱硫催化剂。

上述步骤中金属盐为过渡金属（M = Mn²⁺，Fe²⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺，Zn²⁺）的乙酸盐、氯化盐、硝酸盐或硫酸盐。

上述步骤中烘干操作在真空干燥箱中进行。

上述步骤得到的MPcR₄/GO复合材料中，R为酞菁环上的取代基，R= -H, -COOH, -CONH₂，-NH₂，-NO₂，-Cl。

如上述的制备方法制得的石墨烯负载型燃油脱硫催化剂。

与现有的脱硫催化剂及其制备技术相比，本发明的有益效果是：