[发明专利]一种具有超深脱硫性能的TiO2@NH2-MIL-125(Ti)纳米纤维

说明书

本发明涉及一种具有超深脱硫性能的TiO₂@NH₂‑MIL‑125(Ti)纳米纤维及其制备方法，属于功能纳米材料制备技术领域。将静电纺丝技术得到的二氧化钛纳米纤维作为基板材料，通过溶剂热法合成TiO₂@NH₂‑MIL‑125(Ti)纳米纤维，该催化剂能够除去油品中顽固的含硫化合物，TiO₂@NH₂‑MIL‑125(Ti)纳米纤维直径大约218nm，在60℃时使用0.02g 0.1g TiO₂@NH₂‑MIL‑125(Ti)纳米纤维催化剂可以在40min内将模拟油中500ppm的DBT完全除去。本发明的制备方法简单、设备能耗小、可批量生产，解决了多酸难分离的难题，有望应用于工业上含硫燃料的脱硫。

技术领域

本发明属于超深脱硫复合纳米材料的制备技术领域，涉及具有超深脱硫性能的TiO₂@NH₂-MIL-125(Ti)纳米纤维。

背景技术

随着科技的进步，人们对机动车的需求日益增多，因此，车用燃油的用量和质量成为目前关注的焦点。2019年起执行的国ⅥA标准要求燃油中的含硫化合物的含量依然不能超过10ppm，因此激发了科学家们探索有效的催化剂减少燃料中含硫化合物的含量。

在众多的脱硫方法中，萃取催化氧化脱硫技术是一种简便廉价的一步脱硫技术，寻求这一技术中高效的催化剂是目前研究的热点问题。TiO₂具有催化活性高、表面易修饰等优点，已经广泛应用于催化、医疗、军事等众多领域。但是TiO₂的光生电子易复合，对可见光的吸收少，而且常规方法得到的TiO₂比表面积小，这些问题都限制了TiO₂的实际应用。科研者们也采取了不同的方法对TiO₂进行修饰，以提升它的应用性能。金属-有机框架化合物是近些年来发展起来的课题，其具有高的比表面积、可变的结构、高的活性等优点，因此我们将钛基类金属-有机框架化合物与TiO₂复合，能够增大催化剂的比表面积，提高催化性能。

纳米纤维由于其具有较大的长径比，较大的比表面积，从而其表面能和活性增强，进而产生小尺寸效应、表面或界面效应、宏观量子隧道效应及量子尺寸效应等，最终能表现出一系列化学和物理(光、电、磁、热等)特性。对于纳米纤维的制备方法有很多种，如：抽丝法、自组装法、电弧蒸发法、分相法、化合物热解法等，而静电纺丝法是得到纳米纤维最简单有效的方法。目前，还未有采用静电纺丝技术制备具有超深脱硫性能的TiO₂@NH₂-MIL-125(Ti)纳米纤维的报道，本发明能有效解决TiO₂比表面积小、催化活性低的问题。

发明内容

本发明提供一种具有超深脱硫性能的TiO₂@NH₂-MIL-125(Ti)纳米纤维，此材料具有大的比表面积，高的催化活性，即该催化材料的脱硫性能高于单一的TiO₂纳米纤维和NH₂-MIL-125(Ti)材料的脱硫性能；

在萃取催化氧化脱硫体系中具有显著的催化效果，解决了TiO₂催化剂比表面积小、催化活性低的问题。

本发明进一步提供了具有超深脱硫性能的TiO₂@NH₂-MIL-125(Ti)纳米纤维的制备方法，该方法具有制备工艺简单、稳定性高、易与反应体系分离、形貌可控的优势。

本发明的一种具有超深脱硫性能的TiO₂@NH₂-MIL-125(Ti)纳米纤维的制备方法，包括如下步骤：