[发明专利]一种利用聚乙烯吡咯烷酮协助合成沸石分子筛负载型复合催化剂的方法

说明书

本发明公开了一种利用聚乙烯吡咯烷酮协助合成沸石分子筛负载型复合催化剂的方法，该方法包括以下步骤：制备沸石分子筛悬浮液；将沸石分子筛悬浮液与聚乙烯吡咯烷酮混合制成沸石分子筛混合液；将沸石分子筛混合液、钛酸正丁酯溶液和七钼酸铵溶液混合制成前驱体混合物；将前驱体混合物进行焙烧制得本发明复合催化剂。本发明制备方法具有工艺简单、操作方便、原材料廉价易得、制备成本低廉、制备周期短等优点，可实现规模化的批量制备，利于工业化利用，其制得的复合催化剂具有经济实用、稳定性好、催化氧化性能好、循环利用性能好等优点，能够超高效和超深度的氧化脱硫，有着极好的经济效益和应用前景。

技术领域

本发明属于多相催化技术及其石油化工技术领域，涉及一种利用聚乙烯吡咯烷酮协助合成沸石分子筛负载型复合催化剂的方法。

背景技术

近年来，由燃料中有机含硫化合物产生的大气污染问题日益严重。这些有机硫化合物在汽车发动机燃烧过程中与氧发生反应，直接导致SOx排放，这是空气污染和酸雨的主要来源之一。此外，燃料中有机含硫化合物对机动车内燃机部件有腐蚀作用。为了应对这些挑战，许多国家制定了燃料硫含量的新规格。例如，在美国，柴油和汽油中的硫浓度分别限制在15ppmw和30ppmw以下。因此，深度和快速脱硫是目前迫在眉睫的研究问题。

相对于其他的脱硫方法而言，氧化脱硫法去除石油中的有机硫化物被认为是最有前景的脱硫方法。氧化脱硫法具有操作条件温和、操作简单、对含硫杂环化合物如二苯并噻吩(DBT)及其衍生物高效脱除等优点，在合适的催化剂存在下，氧化剂能将难降解的有机硫化物转化为亚砜或砜，然后通过极性萃取来去除这些产物，以获得超低硫的燃料。因此，高效快速的催化剂一直是研究者们探讨的热点。近年来，许多科研工作者都寻找制备一种性能优异的氧化脱硫催化剂。有关催化氧化石油中有机硫化物的催化剂已有许多的报道。如：金属氧化物、金属有机骨架(MOF)负载催化剂等固相负载型催化剂广泛用于催化氧化石油脱硫。然而，现有大多数固相负载型催化剂的制备方法中存在制备过程比较繁琐、制备周期长、制备成本比较高等问题，且很多过渡金属不易成功负载在载体上，这严重限制了固相负载型催化剂的实际应用。另外，为了将过渡金属成功负载在载体上，现有合成方法中选择在高温高压的条件下进行水热反应合成催化剂，但是这些合成方法存在条件苛刻、成本高等缺点。此外，现有固相负载型催化剂用于催化氧化石油脱硫时仍然存在成本较高、催化氧化性能不足、再生性能差等问题，这也限制了固相负载型催化剂的广泛应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、操作方便、原材料廉价易得、制备成本低廉、制备周期短的利用聚乙烯吡咯烷酮协助合成沸石分子筛负载型复合催化剂的方法，由此制得的沸石分子筛负载型复合催化剂具备稳定性好、催化氧化性能好、循环利用性能好等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种利用聚乙烯吡咯烷酮协助合成沸石分子筛负载型复合催化剂的方法，包括以下步骤：

S1、将沸石分子筛制成沸石分子筛悬浮液；

S2、将步骤S1中得到的沸石分子筛悬浮液与聚乙烯吡咯烷酮混合，搅拌，得到沸石分子筛混合液；

S3、将步骤S2中得到的沸石分子筛混合液、钛酸正丁酯溶液和七钼酸铵溶液混合，搅拌，离心，烘干，得到前驱体混合物；

S4、将步骤S3中得到的前驱体混合物进行焙烧，得到沸石分子筛负载型复合催化剂。

上述的方法，进一步改进的，所述步骤S2中，所述沸石分子筛悬浮液中的沸石分子筛与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为5∶3～5∶5。

上述的方法，进一步改进的，所述步骤S2中，所述搅拌的转速为1000r/min～2000r/min；所述搅拌的时间为30min～60min。