一种用于燃料油的脱硫剂及其制备方法与油品脱硫残余物在道路基层材料中的应用技术

本申请公开了一种用于燃料油的脱硫剂及其制备方法与油品脱硫残余物在道路基层材料中的应用，属于燃料油脱硫技术领域。所述用于燃料油的脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：1)将氧化石墨烯、硅源、碱及表面活性剂混合后反应得到反应液A，将所述反应液A分离后得到反应产物A；2)将步骤1)得到的所述反应产物A分散在有机溶剂A中，加入硅烷偶联剂，反应后得到反应液B，将所述反应液B分离；3)将步骤2)得到的所述反应产物B、还原剂、过渡金属盐分散在去离子水中，并以10

【技术实现步骤摘要】
一种用于燃料油的脱硫剂及其制备方法与油品脱硫残余物在道路基层材料中的应用


[0001]本申请涉及一种用于燃料油的脱硫剂及其制备方法与油品脱硫残余物在道路基层材料中的应用，属于燃料油脱硫


技术介绍

[0002]随着工业的快速发展，大量的煤炭、石油、天然气等不可再生资源的过度使用，化石能源日益匮乏，私家车普及范围提高，对燃料油的需求大幅度的增加。柴油中的含硫化合物排放到大气中，成为了主要的大气污染源，是导致酸雨和雾霾形成的主要因素，对我们人类生活的方方面面有着不可忽视的影响。因此提高对含硫化含物的净化效率，对燃料油中的硫含量必须加以控制。较难除去的含硫化合物主要是非活性的含硫化合物噻吩类物质，如苯并噻吩类以及硫噻吩类，都属于芳香性中的杂环系，故油品脱硫的关键在于对噻吩类含硫化合物的脱除。因此需要开发更高效、更环保的脱硫催化剂。
[0003]燃料油脱硫后会产生大量副产物，目前，对油品脱硫后分离出来的含硫化合物难以处理，因此寻找一种含硫化合物的应用领域至关重要。防水封闭层作为防止降雨及表面水进入路基本体的重要屏障，是确保公路路基的长期稳定性的关键环节之一。对于公路防水封闭结构，需要考虑其超长服役期间内的耐候性、抗裂性和抗冲刷性，因此寻找一种性能良好的沥青胶结料尤其重要。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，提供了一种用于燃料油的脱硫剂及其制备方法与油品脱硫残余物在道路基层材料中的应用，该方法通过加入氧化石墨烯，利用氧化石墨烯和噻吩类含硫化合物之间的π
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π相互作用，提高对噻吩类含硫化合物的吸附作用，从而对燃料油具有较高的除硫率；且可以同时对二氧化硅改性，使之与氧化石墨烯同时巯基化，不仅增大了该脱硫剂的比表面积，使该脱硫剂与硫化物的接触面积大大增加，且为金属催化剂的负载提供更多锚点，进一步提高了除硫率。且燃料油经该脱硫剂处理后得到的油品脱硫残余物与沥青及其他单体交联，大大提高了该改性沥青的强度，改善了改性沥青的抗开裂性能及耐老化性能，使得该改性沥青作为道路基层材料具有良好的性能。
[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种用于燃料油的脱硫剂的制备方法，其包括以下步骤：
[0006]1)将氧化石墨烯、硅源、碱及表面活性剂混合后反应得到反应液A，将所述反应液A分离后得到反应产物A；该过程不仅可以将二氧化硅负载在氧化石墨烯上，而且可以对二氧化硅改性，使二氧化硅的表面接枝羟基；
[0007]2)将步骤1)得到的所述反应产物A分散在有机溶剂A中，加入硅烷偶联剂，反应后得到反应液B，将所述反应液B分离；通过加入硅烷偶联剂，将氧化石墨烯及二氧化硅表面的基团取代，大大增大了制备得到的脱硫剂的比表面积，提高了脱硫效率。
[0008]3)将步骤2)得到的所述反应产物B、还原剂、过渡金属盐分散在去离子水中，并以10
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20ml/min的加料速率滴加0.2
‑
0.6M的氢氧化钠溶液，反应后，分离得到所述脱硫剂。该步骤将过渡金属氧化物负载在改性氧化石墨烯负载二氧化硅的表面，进一步提高脱硫率；通过控制氢氧化钠溶液的加料速度，使过渡金属复合物的颗粒大小更加均匀，且在氧化石墨烯上的分散性更好。
[0009]可选地，步骤1)中，将所述氧化石墨烯、硅源、碱及表面活性剂分散在醇中，得到混合液，并在水热釜中100～130℃下反应8～12h，得到所述反应液A，将所述反应液A洗涤、离心、干燥后得到所述反应产物A；
[0010]其中，所述氧化石墨烯、硅源、碱和表面活性剂的质量比为1：(10
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30)：(0.1
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0.2)：(2
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10)，所述氧化石墨烯在所述醇中的质量浓度为0.01wt％
‑
0.1wt％。
[0011]优选的，所述氧化石墨烯、硅源、碱和表面活性剂的质量比为1：(15
‑
25)：(0.13
‑
0.17)：(5
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7)；更优选为1:20:0.15:6。
[0012]优选的，所述氧化石墨烯在所述醇中的质量浓度为0.05wt％。
[0013]可选地，所述醇为乙醇。
[0014]可选地，步骤2)中，将步骤1)中得到的所述反应产物A分散在有机溶剂A中，然后加入硅烷偶联剂，在20～90℃下反应不低于6h，得到所述反应液B，并将所述反应液B洗涤、离心、干燥，得到反应产物B；
[0015]其中，所述反应产物A与所述硅烷偶联剂的质量比为1：(8
‑
12)；所述硅烷偶联剂与所述有机溶剂A的体积比为1:(5
‑
8)。
[0016]可选地，所述有机溶剂A为甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷和三氯甲烷中的至少一种，优选为乙醇。
[0017]优选的，所述反应产物A与所述硅烷偶联剂的质量比为1:10；所述硅烷偶联剂与所述有机溶剂A的体积比为1:7。
[0018]可选地，步骤3)中，将步骤2)中得到的所述反应产物B、还原剂、过渡金属盐分散在去离子水中，并以15ml/min的加料速率滴加0.2
‑
0.6M的氢氧化钠溶液，在80～120℃下反应不低于10h，洗涤、分离、干燥后得到所述脱硫剂；优选的，以15ml/min的加料速率滴加0.4M的氢氧化钠溶液，在100℃下反应12h；
[0019]其中，步骤2)得到的所述反应产物B、还原剂、过渡金属盐的质量比为1：(0.5
‑
2)：(1
‑
8)，所述过渡金属盐在所述去离子水中的浓度为0.002
‑
0.006g/mL，所述去离子水和所述氢氧化钠溶液的体积比为(11
‑
13):1。
[0020]优选的，步骤2)得到的所述反应产物B、还原剂、过渡金属盐的质量比为1：(1
‑
1.5)：(3
‑
6)，更优选为1:1.2:4；所述过渡金属盐在所述去离子水中的浓度为0.004g/mL，所述去离子水和所述氢氧化钠溶液的体积比为12:1。
[0021]可选地，所述硅源选自正硅酸四乙酯、正硅酸四丁酯、硅溶胶和硅酸钠中的一种或多种，优选为正硅烷四乙酯；和/或
[0022]所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、浓氨水、碳酸钠和尿素中的至少一种；优选为氢氧化钠；和/或
[0023]所述表面活性剂选自季铵盐表面活性剂中的一种；优选为十二烷基二甲基苄基氯化铵；和/或
[0024]所述硅烷偶联剂选自巯基硅烷偶联剂；优选为巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、巯丙基甲基二甲氧基硅烷、2
‑
巯基乙基三乙氧基硅烷和巯丙基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种；更优选为巯丙基三甲氧基硅烷；和/或
[0025]所述还原剂选自柠檬酸钠、尿素、抗化学酸和硼氢化钠中的至少一种；优选为柠檬酸钠；和/或
[0026]所述过渡金属盐选自过渡金属硝酸盐、过渡金属氯酸盐和过渡金属硫酸盐中的至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃料油的脱硫剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将氧化石墨烯、硅源、碱及表面活性剂混合后反应得到反应液A，将所述反应液A分离后得到反应产物A；2)将步骤1)得到的所述反应产物A分散在有机溶剂A中，加入硅烷偶联剂，反应后得到反应液B，将所述反应液B分离；3)将步骤2)得到的所述反应产物B、还原剂、过渡金属盐分散在去离子水中，并以10
‑
20ml/min的加料速率滴加0.2
‑
0.6M的氢氧化钠溶液，反应后，分离得到所述脱硫剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，将所述氧化石墨烯、硅源、碱及表面活性剂分散在醇中，得到混合液，并在水热釜中100～130℃下反应8～12h，得到所述反应液A，将所述反应液A洗涤、离心、干燥后得到所述反应产物A；其中，所述氧化石墨烯、硅源、碱和表面活性剂的质量比为1：(10
‑
30)：(0.1
‑
0.2)：(2
‑
10)，所述氧化石墨烯在所述醇中的质量浓度为0.01wt％
‑
0.1wt％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，将步骤1)中得到的所述反应产物A分散在有机溶剂A中，然后加入硅烷偶联剂，在20～90℃下反应不低于6h，得到所述反应液B，并将所述反应液B洗涤、离心、干燥，得到反应产物B；其中，所述反应产物A与所述硅烷偶联剂的质量比为1：(8
‑
12)；所述硅烷偶联剂与所述有机溶剂A的体积比为1:(5
‑
8)。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，将步骤2)中得到的所述反应产物B、还原剂、过渡金属盐分散在去离子水中，并以15ml/min的加料速率滴加0.2
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0.6M的氢氧化钠溶液，在80～120℃下反应不低于10h，洗涤、分离、干燥后得到所述脱硫剂；其中，步骤2)得到的所述反应产物B、还原剂、过渡金属盐的质量比为1：(0.5
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2)：(1
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8)，所述过渡金属盐在所述去离子水中的浓度为0.002
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0.006g/mL，所述去离子水和所述氢氧化钠溶液的体积比为(11
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【专利技术属性】
技术研发人员：车春玲，熊长祥，
申请(专利权)人：山东佳星环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：