[发明专利]一种含钯的有机多孔聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含钯的有机多孔聚合物，该含钯的有机多孔聚合物的制备方法，包括如下步骤：(1)5,5'‑二羟基‑2,2'‑联吡啶与化合物A进行亲核取代反应，得到有机多孔聚合物B；(2)所述有机多孔聚合物B与PdX₂进行配位反应，得到目标产物。本发明提供了一种全新的含有钯金属活性中心的有机多孔聚合物，能作为非均相室温常压活化水解有机硫小分子脱硫的理想材料；以5,5'‑二羟基‑2,2'‑联吡啶和化合物A为起始原料，通过亲核取代反应和配位反应，得到含钯的有机多孔聚合物，且本发明的合成方法简单、反应条件温和，产率较高，适宜于工业化生产；本发明还提供了该含钯的有机多孔聚合物在催化水解脱硫中的应用。

技术领域

本发明属于有机化合物技术领域，具体涉及一种含钯的有机多孔聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

二硫化碳和羰基硫占据原油、天然气中有机硫化物总量的80％，部分国家或者地区出产原油天然气中含量更高，且大部分的有害气体组分为羰基硫。这些化学惰性的有机硫小分子对石油精馏工艺中使用的金属催化剂有极强的毒害作用，除气脱硫也就成为石油和天然气脱硫工艺中不可或缺的关键步骤和技术。

从目前文献报道和工业应用实例来看，克劳斯高温高压水解脱硫工艺是目前工业界较为通用的催化水解脱硫工艺，在此方法中二硫化碳和羰基硫在250～1000℃的燃烧器内与水发生反应，水解生成二氧化碳和硫化氢酸性气体，最终在金属催化剂催化下将硫化氢氧化转化成高附加值硫磺。虽然这些催化剂以及工艺解决了部分的问题,但是依然存在诸如：(1)需要采用高温高压和强碱环境，工艺成本很难降低；(2)很难大幅度提高有机硫化物的催化水解转化率，难以达到100％；(3)通常采用的不同粒径负载催化剂在极端条件下容易中毒，催化剂的利用率较低且回收率不高；(4)难以实现硫化氢、二硫化碳、羰基硫和其他有机硫的“多合一”整体脱硫方案。因此，新一代高效率、低成本、绿色环保的脱硫催化剂以及具有高附加值脱硫工艺的研究和开发已经成为当前石油化工产业面对的挑战和急需要优化探索的关键技术问题。

为了解决高温高压极端环境下催化水解脱硫的技术缺陷，研究人员设计制备了一系列具有催化脱硫活性的配合物催化剂。如：Alireza Ariafard等人利用ML₃型单核配合物作为催化剂(M＝Mo,Re,W,Ta；L＝NH₂)，并通过DFT对其活化裂解CS₂的能量进行了计算。结果表明，ReL₃/CS₂/TaL₃体系有可能达到二硫化碳中两个C-S双键活化能垒700KJ/mol，实现完全断裂二硫化碳中两个C-S键。此外，Thomas Braun等人利用Rh(I)硼化试剂作为催化剂，在无水无氧条件下实现了二硫化碳中两个C-S键的断裂，而催化剂转化为桥联双核Rh(II)簇合物。上述两类配合物催化剂稳定性较差，导致相应裂解脱硫反应只能在无水无氧条件下实现催化断裂二硫化碳。