一种非晶介孔TiO制造技术

本发明专利技术公开一种非晶介孔TiO

【技术实现步骤摘要】
一种非晶介孔TiO2-SiO2催化剂及其制备方法
本专利技术涉及催化剂的制备
，具体涉及一种非晶介孔TiO2-SiO2催化剂及其制备方法。
技术介绍
近年来，汽车行业的蓬勃发展极大地加剧了化石燃料汽油的使用量，汽油中硫化物燃烧产生的有毒气体SOx对环境和人体健康造成的危害也日益严重。为了保护自然环境和促进人类自身的可持续发展，目前对汽油中硫化物含量的规定更加严格，降低燃料油中的硫含量是炼油企业急需解决的难题。目前，工业应用最广泛的脱硫技术是加氢脱硫法。但是，加氢脱硫法对于噻吩、苯并噻吩及其衍生物等空间位阻大的硫化物的脱除效果并不显著，得到的成品汽油无法满足车用标准。因此，近些年来涌现出多种新型的脱硫技术，如吸附脱硫、生物脱硫、萃取脱硫、氧化脱硫等来代替加氢脱硫或与加氢脱硫联用以弥补其不足，进而得到满足燃油标椎的成品燃料油。氧化脱硫法由于能在温和的反应条件下将噻吩类硫化物脱除而受到广泛的关注。用于氧化脱硫的催化剂主要有多金属氧酸盐及其复合材料、过渡金属复合材料等。其中含钛催化剂因其优异的脱硫性能得到科研工作者的青睐。Ghahramaninezhad等(Environ.Sci.Pollut.Res.,2020,27,4,4104-4114)采用硅酸四乙酯为硅源，三氯化钛为钛源，抗坏血酸为绿色络合剂，甘油为聚合剂，通过回流和温和加热的方法，制备了TiO2-SiO2纳米复合材料，并研究了其在二苯并噻吩(DBT)氧化反应中的催化性能。结果表明，四次循环套用后，催化剂的DBT去除率由最初的99.4％降低到98.0％。Bazyari等(Appl.CatalB:Environ.,2016,180,65-77)采用溶胶-凝胶法，制备了TiO2-SiO2纳米复合材料，该材料在催化氧化含硫化合物的同时，还可以吸附含硫化合物的氧化产物，其中含50％TiO2的催化剂对DBT的脱除率为99.0％以上，两次循环套用后其脱除率明显下降。Yan等(Catal.Sci.Technol.,2013,3,1985-1992)通过蒸发诱导自组装法制备了介孔磷钨酸-TiO2-SiO2纳米复合材料；当TiO2/SiO2摩尔比为1:3时，该复合材料能将乙醚-苯体系中96％的DBT氧化；不过，3次循环套用后其DBT脱除率降到了93.5％。虽然上述催化材料具有较高的氧化脱硫活性，但是它们的套用稳定性差，工业化应用受到了一定的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种非晶介孔TiO2-SiO2催化剂及其制备方法，解决现有技术中TiO2-SiO2催化剂脱硫后套用稳定性差的技术问题。为达到上述技术目的，本专利技术的第一方面提供了一种非晶介孔TiO2-SiO2催化剂的制备方法，包括以下步骤：将硅源、钛源、碱源、醇和水混合，制成混合液；将混合液进行水热晶化，得到晶化产物；将晶化产物进行焙烧，得到非晶介孔TiO2-SiO2催化剂；硅源为复合硅源，包括硅源A和硅源B；硅源A为硅溶胶、硅凝胶、硅酸四乙酯和硅酸四甲酯中的一种或几种的混合物；硅源B为通式是(R1)nSi(OR2)4-n的烷基硅氧烷中的一种或几种的混合物，通式中R1为C1-C16的烷基，R2为C1-C4的烷基，1≤n≤3。本专利技术的第二方面提供了一种非晶介孔TiO2-SiO2催化剂，该非晶介孔TiO2-SiO2催化剂通过本专利技术第一方面提供的非晶介孔TiO2-SiO2催化剂的制备方法得到。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的方法所采用的原料简单、条件易于控制，制备重复性好；本专利技术所得非晶介孔TiO2-SiO2催化剂对DBT和4,6-DMDBT具有很高的选择氧化活性和稳定性，且催化产物和催化剂容易从油相中分离。附图说明图1是本专利技术提供的非晶介孔TiO2-SiO2催化剂的制备方法一实施方式的工艺流程图；图2是本专利技术实施例1所得非晶介孔TiO2-SiO2催化剂的X-射线衍射谱图；图3是本专利技术实施例1所得非晶介孔TiO2-SiO2催化剂的紫外可见漫反射谱图；图4是本专利技术实施例1所得非晶介孔TiO2-SiO2催化剂的氮气吸附-脱附等温线和BJH孔分布图(插图)；图5是本专利技术实施例1所得非晶介孔TiO2-SiO2催化剂的扫描电子显微镜谱图；图6是本专利技术实施例1所得非晶介孔TiO2-SiO2催化剂的重复套用次数-脱硫率曲线图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，图1是本专利技术提供的非晶介孔TiO2-SiO2催化剂的制备方法一实施方式的工艺流程图。本专利技术的第一方面提供了一种非晶介孔TiO2-SiO2催化剂的制备方法，包括以下步骤：S1将硅源、钛源、碱源、醇和水混合，制成混合液；S2将混合液进行水热晶化，得到晶化产物；S3将晶化产物进行焙烧，得到非晶介孔TiO2-SiO2催化剂。该方法中，所用的硅源为复合硅源，包括硅源A和硅源B。本专利技术中，硅源A作为硅源可形成三维Si-O-Si骨架，并使Ti进入骨架，产生催化氧化活性位点；硅源B既作为硅源，同时又作为造孔剂，硅源B的使用可增加催化剂的比表面积和介孔体积，有利于大分子有机物进入孔道并与暴露于孔道内的活性中心反应，提高催化氧化活性和稳定性；硅源A与硅源B者协同作用，产生介孔的同时使Ti更好的分散在两者所形成的三维Si-O-Si骨架上，产生高效的Ti活性位点并提高材料的热稳定性。本实施方式中，硅源B占硅源的摩尔分数为1％～40％，优选为7.5％～20％。步骤S1中，所用的硅源A为硅溶胶、硅凝胶、硅酸四乙酯和硅酸四甲酯等中的一种或几种的混合物；所用的硅源B为通式是(R1)nSi(OR2)4-n的烷基硅氧烷中的一种或几种的混合物，通式中为R1为C1-C16的烷基，R2为C1-C4的烷基，1≤n≤3，具体为：甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、戊基三甲氧基硅烷、戊基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、三乙基甲氧基硅烷、三乙基乙氧基硅烷和三甲基乙氧基硅烷等中的一种或几种的混合物；所用的钛源为水溶性或可以在水中水解的钛化合物，这些化合物可以是TiCl3、TiCl4、钛酸四丁酯、钛酸四异丙基酯、钛酸四乙酯和钛酸四甲酯等中的一种或几种的混合物；所用的碱源为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、氨水、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、正丙胺和正丁胺等中的一种或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非晶介孔TiO

【技术特征摘要】
1.一种非晶介孔TiO2-SiO2催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将硅源、钛源、碱源、醇和水混合，制成混合液；
将所述混合液进行水热晶化，得到晶化产物；
将所述晶化产物进行焙烧，得到非晶介孔TiO2-SiO2催化剂；
其中，所述硅源包括硅源A和硅源B；
所述硅源A为硅溶胶、硅凝胶、硅酸四乙酯和硅酸四甲酯中的一种或几种的混合物；
所述硅源B为通式是(R1)nSi(OR2)4-n的烷基硅氧烷中的一种或几种的混合物，通式中R1为C1-C16的烷基，R2为C1-C4的烷基，1≤n≤3。


2.根据权利要求1所述非晶介孔TiO2-SiO2催化剂的制备方法，其特征在于，所述硅源B为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、戊基三甲氧基硅烷、戊基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、三乙基甲氧基硅烷、三乙基乙氧基硅烷和三甲基乙氧基硅烷中的一种或几种的混合物。


3.根据权利要求1所述非晶介孔TiO2-SiO2催化剂的制备方法，其特征在于，所述硅源B占所述硅源的摩尔分数为1％～40％。


4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颢，刘小雨，刘晓雪，颜学敏，杨欢，郑延成，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42