[发明专利]一种2D片层结构二氧化硅基脱硫催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种2D片层结构二氧化硅基脱硫催化剂，其特征在于：将2D片层结构二氧化硅作为载体，在2D片层结构二氧化硅上枝接含氨基的化合物，得到氨基改性的2D片层结构二氧化硅，再以杂多酸为催化剂活性组分，将杂多酸分子锚定在氨基改性的2D片层结构二氧化硅表面上，制得杂多酸固载的氨基改性2D片层结构二氧化硅催化剂；

所述2D片层结构二氧化硅为椭球形2D片层结构二氧化硅或不规则的2D片层结构二氧化硅；

所述椭球形2D片层结构二氧化硅是由弯曲度为140-170°2D片层结构二氧化硅球纳米片堆叠而成，其长度为300-450nm，其赤道直径为200-350nm，外观为白色粉末，层间距为0.24-0.36nm；所述不规则的2D片层结构二氧化硅是由弯曲度为95-120°2D片层结构二氧化硅纳米片堆叠而成，其直径为350-450nm，外观为白色粉末，层间距为0.33-0.35nm。

2.根据权利要求1所述的2D片层结构二氧化硅基脱硫催化剂，其特征在于：所述2D片层结构二氧化硅为椭球形2D片层结构二氧化硅，椭球形2D片层结构二氧化硅是由弯曲度为140-170°2D片层结构二氧化硅球纳米片堆叠而成，其长度为350-450nm，其赤道直径为250-350nm，外观为白色粉末，层间距为0.34-0.36nm。

3.根据权利要求1所述的2D片层结构二氧化硅基脱硫催化剂，其特征在于：所述2D片层结构二氧化硅制备包括有以下步骤：取1-3g十六烷基三甲基溴化铵到80-120mL去离子水中，得分散液；然后把3-5mL氨水加到上述分散液中，氨水的质量分数为24-26％，搅拌10-30分钟，得溶液；然后把18-22mL乙酸乙酯倒入上述溶液后，滴加7-7.4mL正硅酸乙酯，搅拌30-60min后，得悬浊液，将悬浊液倒入聚四氟乙烯晶化釜中，在90-110℃下晶化20-28h，晶化结束后将悬浊液抽滤得到白色固体，然后将产品70-90℃干燥10-14h，即得2D片层结构二氧化硅；所述上述步骤是通过调控氨水的用量制得椭球形2D片层结构二氧化硅或不规则2D片层结构二氧化硅。

4.根据权利要求1所述的2D片层结构二氧化硅基脱硫催化剂，其特征在于：所述杂多酸占杂多酸固载的氨基改性2D片层结构二氧化硅催化剂总重量的10-50％；所述杂多酸为H₃PW₁₂O₄₀、H₃PMo₁₂O₄₀、H₄SiW₁₂O₄₀、H₄PMo₁₁VO₄₀、H₅PMo₁₀V₂O₄₀或H₆PMo₉V₃O₄₀中的其中一种。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的2D片层结构二氧化硅基脱硫催化剂的制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：

(1)将2D片层结构二氧化硅加入到无水乙醇，然后在加入盐酸溶液，超声分散后，搅拌回流，抽滤，洗涤，干燥，得到产品A；

(2)将产品A超声分散在甲苯溶液中，再加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，超声分散后，搅拌回流，抽滤，洗涤，干燥，得到产品B

(3)将产品B超声分散在乙醇中，再加入杂多酸，搅拌回流，抽滤，洗涤，干燥，得杂多酸固载的氨基改性2D片层结构二氧化硅催化剂。

6.根据权利要求5所述的2D片层结构二氧化硅基脱硫催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)，按比例：将0.2-1.2g2D片层结构二氧化硅加入到40-140mL无水乙醇中，然后在加入0.08-0.28mL盐酸溶液，盐酸溶液的质量分数为35-40％；所述超声分散5-30min，搅拌回流：磁力搅拌转速为500-700r/min、氮气保护回流5-7h、回流温度为75-85℃，抽滤，采用无水乙醇和去离子水各洗涤2-3次，在60-90℃下干燥6-12h。