[发明专利]一种氧化钛/导电钛酸钾复合脱硫光催化材料及其制备方法

说明书

本发明属于燃油脱硫领域，具体公开了一种氧化钛/导电钛酸钾复合脱硫光催化材料及其制备方法。本发明配制导电钛酸钾盐酸分散液，然后向分散液中加入四氯化钛溶液，得混合溶液转移至水热釜中，于120～180℃下水热反应5～12h，将所得产物过滤，洗涤，干燥，即制得氧化钛/导电钛酸钾复合材料光催化剂。复合材料光催化剂是以导电钛酸钾为载体，将活性组分二氧化钛负载在导电钛酸钾载体表面，形成“狼牙棒”的形貌的复合材料，该特殊形貌结构产生的空间位阻效应不仅更有利于复合材料的分散；另外复合材料的光响应范围得到增大，显著提高了光催化剂的脱硫率。

技术领域

本发明属于燃油脱硫领域，具体涉及一种氧化钛/导电钛酸钾复合脱硫光催化材料及其制备方法。

背景技术

近年来，硫氧化物已经成为主要的大气污染之一，而含硫氧化物主要来自于燃油，这些含硫氧化物不仅严重污染环境，还危害人类健康。全球对燃油标准的含硫量要求越来越高，到2013年，中国北京、美国和欧盟的汽油含硫量标准已经降低到10mg/kg，中国北京和欧盟的柴油含硫量标准已经降低到10mg/kg，美国的柴油含硫量标准则已经降低到15mg/kg。所以低硫甚至无硫燃油的生产显得尤为重要。

目前脱硫技术分为加氢脱硫非加氢脱硫，加氢脱硫主要是利用氢气在催化剂表面将含硫有机物还原成硫化氢，进而从油品中去除，其对油品中的硫醇、硫醚等有机硫化物有较好的效果，但这种技术必须在高温高压条件下，且成本高，耗氢量大，影响油品质量，另外目前该技术无法脱除油品中的二苯并噻吩及它们相应的烃基取代衍生物如甲基苯并噻吩、乙基苯并噻吩等噻吩类有机硫化物。非加氢脱硫包括氧化脱硫、吸附脱硫、萃取脱硫以及生物脱硫等。其中氧化脱硫具备操作简单、条件温和、能耗较低等优点，对油品可以达到深度脱硫的目的，所以近年来备受关注。光催化脱硫是氧化脱硫技术中的一种，其原理为：半导体催化剂在光的激发下会产生电子和空穴，进而与氧化剂反应生成强氧化性的超氧负离子和羟基自由基，将噻吩类硫化物氧化成对应的砜或亚砜类极性含硫物质，最后通过萃取去除。

发明内容

本发明的目的：为达到对油品深度脱硫的目的，本发明提供了一种氧化钛/导电钛酸钾复合脱硫光催化材料及其制备方法。

本发明的技术方案：以导电钛酸钾为载体，将活性组分二氧化钛负载在载体表面，形成氧化钛/导电钛酸钾复合脱硫光催化材料。

导电钛酸钾是指在钛酸钾晶须或棒状表面包覆一层导电层，导电层与钛酸钾质量比为0.3～1:1。

作为优选，导电钛酸钾是指钛酸钾表面包覆锑掺杂氧化锡导电层，优选来源为常州纳欧新材料科技有限公司，但不仅限于此。

上述氧化钛/导电钛酸钾复合材料光催化剂的具体制备步骤为：

①将导电钛酸钾分散液和盐酸溶液混合均匀，超声分散0.5～5h，得到导电钛酸钾盐酸分散液；

其中，导电钛酸钾水分散液浓度为5～15mg/mL，盐酸浓度为1～12mol/L，导电钛酸钾分散液与盐酸溶液体积比为1～3:1；

②一边搅拌，一边向步骤①混合液中加入四氯化钛溶液，继续搅拌2～4h。

采用四氯化钛，制备得到的是金红石型纳米二氧化钛，能更好在导电钛酸钾载体上形成棒阵列结构。

其中四氯化钛溶液浓度为1～4mol/L，所生成的氧化钛与导电钛酸钾质量比为2:1～1:2。

③将步骤2中混合溶液转移至水热釜中，于100～300℃下水热反应5～48h，将所得产物过滤，洗涤，干燥，即制得氧化钛/导电钛酸钾复合材料光催化剂。

作为优选，在120～180℃下水热反应5～12h，干燥温度为60～80℃。

本发明的有益效果：