一种以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法技术

一种以Ag2O/SiO2‑氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法，属于燃料油加工技术领域。该方法以正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、硅溶胶、水玻璃等为硅源、以醋酸银、硝酸银等为银源，采用溶胶凝胶—常压干燥法制得Ag2O/SiO2‑氧化石墨烯复合气凝胶。将其定量填装于固定床吸附装置中，在一定温度与空速下，注入含噻吩类硫的模拟汽油，在反应装置的下端出口处收集吸附后的模拟汽油，进行色谱分析。结果表明Ag2O/SiO2‑氧化石墨烯复合气凝胶对噻吩类硫有很好的吸附性能。本发明专利技术中Ag2O/SiO2‑氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂的制备方法简单、成本低廉，该吸附剂可多次重复使用、经济效益高、环境友好、其吸附条件温和、对吸附设备的要求低。

A method for removing thiophene sulfur from fuel oil using Ag2O/SiO2- graphene oxide composite aerogel as adsorbent

A method for removing thiophene sulfur from fuel oil by using Ag2O/SiO2_grapheneoxide composite aerogel as adsorbent belongs to the technical field of fuel oil processing. The method is based on the silicon acid methyl ester, ethyl orthosilicate, silica sol and water glass as the silicon source, silver acetate and silver nitrate as the silver sources. The Ag2O/SiO2 graphite oxide composite aerogel is prepared by the sol-gel and atmospheric pressure drying method. In a fixed bed adsorption device, the simulated gasoline containing thiophene sulfur was injected at a certain temperature and airspeed, and the simulated gasoline was collected at the outlet of the reactor at the lower end of the reactor, and the chromatographic analysis was carried out. The results showed that Ag2O/SiO2 / graphene oxide composite aerogels had good adsorption properties for thiophene sulfur. In the invention, the preparation method of Ag2O/SiO2 graphite oxide composite aerogel adsorbent is simple and low cost. The adsorbent can be repeated use, high economic benefit, friendly environment, mild adsorption condition and low requirement for adsorption equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法
本专利技术属于燃料油加工
，具体涉及一种以π络合吸附的Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶脱硫吸附剂及其制备方法和在汽油脱硫中的应用。
技术介绍
随着车用工业的大力发展，汽车尾气硫化物的大量排放不仅使环境污染问题日趋严重，同样也威胁着人类的身体健康。燃料电池对燃料油中的硫含量也有相当高的要求，有机硫化物的存在，会使燃料电池电极中的催化剂中毒，使燃料电池不能有效的将柴汽油中的化学能转化成电能。因此，对燃料油的深度脱硫已经成为了全球关注的焦点。目前，燃料油品的脱硫工艺主要有加氢脱硫技术、烷基化脱硫技术、生物脱硫技术、萃取脱硫技术、氧化脱硫技术、吸附脱硫技术等。现在的工业生产中，脱硫的主要工艺仍是传统的加氢脱硫，但其操作成本较高、耗氢量大、操作条件苛刻，降低汽油中辛烷值等缺点。且加氢脱硫只对于硫醇、硫醚、无机硫等有较好效果，对于热稳定性极高的噻吩类硫化物的脱硫效果很差。吸附脱硫由于其成本低廉，操作条件温和，脱硫效果好，不污染环境，其中π络合吸附脱硫相对于物理吸附脱硫是有选择性的，对于化学吸附脱硫更易于脱附再生，是目前最有前景的脱硫方法。π络合吸附脱硫的关键在于制备一种高效的π络合吸附剂。常用于制备π络合脱硫吸附剂的金属离子有Cu2+、Ag+、Ni2+、Co2+等。而制备π络合脱硫吸附剂，须将这些金属离子分散在高比表面积的载体上。根据载体的不同，π络合脱硫吸附剂可分为分子筛类、活性炭类、金属氧化物类。以分子筛为载体的π络合脱硫吸附剂。沈阳化工大学(公开号CN103170305A)以负载Ag离子的13X分子筛为脱硫吸附剂，用于深度脱除汽油中的噻吩及其衍生物和苯并噻吩。其中银的元素含量占吸附剂总重量的3％～5％，银元素为离子态。中国科学院(公开号CN1511629A)制备了一种深度脱除硫化物的分子筛吸附剂，由Y型分子筛负载金属盐类组成。这类π络合吸附剂，载体价格低廉，制备方法简单，可循环再生。但微孔分子筛脱硫吸附剂所交换的过渡金属离子数目有限，对硫化物的吸附容量不大，且微孔分子筛自身的微孔结构，大分子的噻吩类硫化物由于分子尺寸效应无法进入孔道内与金属离子形成π络合作用，即无法达到深度脱硫。以活性炭为载体的π络合脱硫吸附剂。沈阳化工大学(公开号CN103143322A)制备了一种负载了Fe离子的活性炭吸附剂，对汽油中的噻吩及其衍生物有较大的吸附容量与选择性，且制备方法简单，再生容易，吸附剂使用寿命长。中国石油化工股份有限公司(公开号CN104549143A)通过采用含Al、Zn、Ni等金属的盐和H3PO4作为助剂对活性炭进行修饰改性，较好地解决了气体原料吸附净化脱硫技术中存在单一吸附剂不能同时有效脱除多种硫化物、硫的脱除率低以及脱硫剂的穿透硫容低等问题。但活性炭的孔结构以微孔为主，改性的活性炭对噻吩类大分子硫化物的吸附容量仍然非常小，难以满足工业生产的要求。以金属氧化物为载体的π络合脱硫吸附剂。南通大学(公开号CN10300787A)以铜元素掺杂的介孔γ-Al2O3与含硫的燃料油接触，利用吸附法实现脱硫，操作成本低，吸附容量大，且再生方便。中国石油化工股份有限公司(公开号CN10161923A)制备了一种脱硫吸附剂，该吸附剂包括以氧化铝为粘结剂，氧化锌为载体，再与络合剂溶液接触，然后负载金属促进剂。用于燃料油脱硫，活性高，吸附硫容量大。但在制备过程中，金属离子容易堵塞金属氧化物孔道，导致负载的活性组分在表面堆积，无法进入孔道内提供活性位，降低吸附脱硫性能，且此法较难应用于工业化生产。
技术实现思路
针对现有π络合吸附剂在脱除燃料油中噻吩类硫中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种吸附容量大、易再生的Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂，吸附条件温和，通过π络合吸附作用脱除燃料油中噻吩类硫的方法。所述的一种以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法，其特征在于以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂，将该吸附剂填装入固定床吸附装置，在0～100℃温度下，以1～10h-1的空速通入含有噻吩类硫的模拟汽油，经吸附后得到10ppm以下硫浓度的模拟汽油。所述的一种以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法，其特征在于噻吩类硫为噻吩或苯并噻吩。所述的一种以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法，其特征在于Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂采用溶胶凝胶—常压干燥法制备而得。所述的一种以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法，其特征在于制备Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂的硅源为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、硅溶胶或水玻璃；银源为硝酸银或醋酸银，优选硅源为正硅酸乙酯，银源为硝酸银。所述的一种以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法，其特征在于Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂中的硅银摩尔比为1：1～20:1，优选为2：1～10:1。所述的一种以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法，其特征在于Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂中在制备过程中掺入了0.1-10mg的氧化石墨烯，优选4mg-6mg。所述的一种以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法，其特征在于通入含有噻吩类硫的模拟汽油时空速为1～5h-1。所述的一种以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法，其特征在于Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶吸附噻吩类硫的吸附温度为0～40℃。所述的一种以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法，其特征在于模拟汽油中噻吩或苯并噻吩硫浓度为0.1～10mgS/g，优选为0.1～5mgS/g。通过采用上述技术，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1)本专利技术的Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶具有典型介孔特征，孔径(5～20nm)，高孔隙率(85～99％)，高比表面积(600～1500m2/g)等独特物理化学性质。因此噻吩类硫化物可无阻碍地进入气凝胶孔道内，且活性组分与硫化物能充分接触；2)本专利技术的Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶作为π络合脱硫吸附剂与其他π络合吸附剂相比，其结构是由纳米级骨架颗粒构成，使骨架内的活性组分可充分暴露。在气凝胶的合成过程中，可将具有π络合作用的过渡金属盐加入其中，因此其活性组分的量是可调节的；3)本专利技术的Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶，与Ag2O/SiO2气凝胶相比，它在气凝胶硅骨架结构中引入氧化氧化石墨烯，不仅增强了气凝胶骨架的强度，而且引入的氧化氧化石墨烯表面具有丰富官能团也有利于进一步提高它对噻吩类硫的吸附性能；4)本专利技术的Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶，掺入石墨烯后骨架结构得到进一步加强，耐高温性进一步提升，从而吸附性能得到提高；5)本专利技术的Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶π络合吸附剂对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以Ag2O/SiO2‑氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法，其特征在于以Ag2O/SiO2‑氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂，将该吸附剂填装入固定床吸附装置，在0~100 ℃温度下，以1~10 h‑1的空速通入含有噻吩类硫的模拟汽油，经吸附后得到10ppm以下硫浓度的模拟汽油。

【技术特征摘要】
1.一种以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法，其特征在于以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂，将该吸附剂填装入固定床吸附装置，在0~100℃温度下，以1~10h-1的空速通入含有噻吩类硫的模拟汽油，经吸附后得到10ppm以下硫浓度的模拟汽油。2.根据权利要求1所述的一种以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法，其特征在于噻吩类硫为噻吩或苯并噻吩。3.根据权利要求1所述的一种以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法，其特征在于Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂采用溶胶凝胶—常压干燥法制备而得。4.根据权利要求1所述的一种以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫的方法，其特征在于制备Ag2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂的硅源为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、硅溶胶或水玻璃；银源为硝酸银或醋酸银，优选硅源为正硅酸乙酯，银源为硝酸银。5.根据权利要求1所述的一种以Ag2O/SiO2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，潘飞苗，蔡伟豪，刘少博，周金兵，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33