[发明专利]金属有机骨架成型体及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及金属有机骨架领域，公开了一种金属有机骨架成型体及其制备方法和应用。所述金属有机骨架成型体包含MOFs和粘结剂；其中，相对于100重量份所述金属有机骨架成型体，所述粘结剂为0.005‑1.8重量份。本发明采用溶胶凝胶法制备得到金属有机骨架成型体，避免了通过造粒机造粒、压块或压片等方式对MOFs结构造成破坏。所述金属有机骨架成型体具有结构保留率高、压碎强度高、硫容较高和可再生性好等优点；适用范围广，尤其适用于脱除硫化物，具有很好的吸附和再生性能。

技术领域

本发明涉及金属有机骨架领域，公开了一种金属有机骨架成型体及其制备方法和应用。

背景技术

随着经济社会的快速发展，对能源和化工产品的需求日益增加。原油中所含的硫化物在加工过程中会转移到下游产品中，进而对下游加工过程以及人们的生产生活产生不利影响。随着全球范围内环保法规的日益严格，控制和降低产品的硫含量成为亟待解决的问题，受到全社会的广泛关注。

油品中的硫化物主要包括硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化物、羰基硫等，其中有机硫化物是决定产品总硫含量的关键。相较于硫化氢、羰基硫、硫醇，有关硫醚、二硫化物脱除的研究工作开展相对较少，这是因为硫醚和二硫化物性质较为稳定，极性较小，脱除起来也更为困难。

再者，在多国致力于推动低碳减排和大力发展可再生能源的时代背景下，氢能作为重要的清洁能源解决方案，在能源、交通、工业、航空等多领域得到了广泛的应用。从适用于大规模生产角度来看，天然气制氢具有无可比拟的优势。天然气制氢是以天然气为原料，用水蒸气作为氧化剂，来制取富氢混合气。制氢包含两个过程：天然气脱硫过程和甲烷蒸汽转化过程，脱硫作为制氢工艺的首要技术环节足见其重要性。

近年来，选择性吸附脱硫以其操作条件温和，简便，设备要求低，易再生等诸多优势逐渐被认为是最具前途的精脱硫、深度脱硫新技术。金属有机骨架(MOFs)材料以其极大的比表面积和灵活可调的骨架及孔道结构，在烃类混合物的选择性吸附脱硫领域展现出了广阔的应用前景。

CN109486208A公开了一种金属有机骨架成型体及其制备方法，将MOFs材料、粘结剂、塑形剂和水混匀加入到造粒机中进行造粒，得到的球团通过烘干、焙烧，制得球形MOFs成型体；再将球形MOFs成型体进行改性，并将疏水性硅烷化试剂、酸催化剂和水缓慢滴加到上述料液中，超声、老化、过滤、洗涤、干燥后得到表面包裹有疏水性二氧化硅膜的MOFs成型体。这种制备工艺会造成MOFs的大量损失，从而使得产率较低，而且外表包覆二氧化硅膜大大降低了MOFs本身的硫容。

CN105056896A公开了一种MOFs吸附剂及应用，吸附剂由以下步骤制得：以MOFs材料原粉为基准，添加占MOFs材料原粉质量为2-50％粘结剂、3-60％助挤剂和1-30％水，搅拌捏合均匀后，成型；烘干，焙烧，制得成型的MOFs吸附剂。上述成型方法会破坏MOFs部分骨架结构，还会降低MOFs成型体的吸附性能，从而降低硫化氢脱除效率，提高生产成本。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的制备金属有机骨架成型体过程中MOFs损耗大和吸附性能低等问题，提供一种金属有机骨架成型体及其制备方法和应用，采用该金属有机骨架成型体的制备方法基本不破坏MOFs结构，该金属有机骨架成型体具有吸附性能好的优点。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种金属有机骨架成型体，所述金属有机骨架成型体包含MOFs和粘结剂；

其中，相对于100重量份所述金属有机骨架成型体，所述粘结剂为0.005-1.8重量份。

本发明第二方面提供一种制备金属有机骨架成型体的方法，该方法包括：

(1)将MOFs与粘结剂溶液混合，得到凝胶状物质；

(2)将所述凝胶状物质加入溶剂II中成型，然后将成型后的凝胶状物质进行干燥处理，得到所述金属有机骨架成型体；