權(quán)利要求書: 1.一種用于精苯深度脫硫的活性炭吸附劑的制備方法,其特征在于:包括以下步驟:S1、將4?溴噻吩?2?甲酸與氯化亞砜反應(yīng),得到4?溴噻吩?2?甲酰氯;然后將摩爾比為(3?4.5):1:(1.8?2.5)的4?溴噻吩?2?甲酰氯、均苯三酚和催化劑吡啶在反應(yīng)溶劑中進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)的條件為在20?40℃下攪拌6?18h,得到均苯三(4?溴噻吩甲酯);
S2、將摩爾比為(1.5?2):1:(0.01?0.015):(2?3.5)的均苯三(4?溴噻吩甲酯)、對苯二硼酸、催化劑四三苯基膦鈀、助催化劑碳酸鉀在二甲亞砜溶劑中進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)的條件為在冷凝回流裝置中,140?160℃下攪拌36?72h,得到共軛微孔聚合物;
S3、將共軛微孔聚合物在電阻爐中加熱進(jìn)行炭化,炭化的條件為氮氣氣氛,溫度800?
900℃,時間2?4h,得到炭材料;
S4、將炭材料加入到酸性溶液中加熱進(jìn)行攪拌活化,得到酸化炭材料;
S5、將酸化炭材料加入到鎳鹽溶液中,超聲分散1?2h,將活性炭取出后干燥,在電阻爐中加熱進(jìn)行煅燒,煅燒的條件為氮氣氣氛,溫度500?650℃,時間2?3h,得到用于精苯深度脫硫的活性炭吸附劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于精苯深度脫硫的活性炭吸附劑的制備方法,其特征在于:所述S1中反應(yīng)溶劑選自甲苯、乙酸乙酯或乙腈的任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于精苯深度脫硫的活性炭吸附劑的制備方法,其特征在于:所述S4中酸性溶液為體積比為(2?4):1的濃硝酸和濃硫酸的混合溶液;攪拌活化的條件為在冷凝回流裝置中,70?100℃下攪拌2?6h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于精苯深度脫硫的活性炭吸附劑的制備方法,其特征在于:所述S5中鎳鹽溶液為硝酸鎳溶液、
硫酸鎳溶液、氯化鎳溶液,摩爾濃度為0.2?2mol/L。
說明書: 用于精苯深度脫硫的活性炭吸附劑的制備方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及脫硫吸附劑技術(shù)領(lǐng)域,具體為一種用于精苯深度脫硫的活性炭吸附劑的制備方法。背景技術(shù)[0002] 苯溶劑中含有微量的噻吩等含硫物質(zhì),會降低釕催化劑的活性和催化性能,目前常用的苯脫硫方法包括萃取精餾、加氫脫硫等,但是均難以有效去除苯中的噻吩等含硫物質(zhì),吸附法具有能耗低、操作簡單等優(yōu)點,在脫硫技術(shù)中具有廣闊的應(yīng)用前景,例如公告號為CN109499534B的中國專利,公開了一種用于苯深度脫硫的鈀吸附劑的制備方法,具體公開了以
氧化鋁小球為多孔球型載體,使用碳模板劑的溶液浸漬吸附劑載體,然后進(jìn)行干燥焙燒處理,得到負(fù)載型鈀吸附劑,實現(xiàn)苯深度脫硫的效果。文獻(xiàn)《負(fù)載骨架鎳吸附劑用于苯深度吸附脫硫的研究》報道了以鎳
鋁合金粉及擬薄水鋁石為原料,制備了用于苯深度脫硫的負(fù)載型骨架鎳吸附劑,但是目前的活性炭作為載體的催化劑,對苯中噻吩硫化物選擇吸附脫硫性能較差。發(fā)明內(nèi)容[0003] 本發(fā)明提供了一種高比表面積、脫硫效率高的活性炭吸附劑的制備方法,應(yīng)用于精苯深度脫硫中。[0004] 一種用于精苯深度脫硫的活性炭吸附劑的制備方法,包括以下步驟:[0005] S1、將4?溴噻吩?2?甲酸與氯化亞砜反應(yīng),得到4?溴噻吩?2?甲酰氯;然后將4?溴噻吩?2?甲酰氯、均苯三酚和催化劑吡啶在反應(yīng)溶劑中進(jìn)行反應(yīng),得到均苯三(4?溴噻吩甲酯);[0006] S2、將均苯三(4?溴噻吩甲酯)、對苯二硼酸、催化劑四三苯基膦鈀、助催化劑碳酸鉀在二甲亞砜溶劑中進(jìn)行反應(yīng),得到共軛微孔聚合物;[0007] S3、將共軛微孔聚合物在電阻爐中加熱進(jìn)行炭化,得到炭材料;[0008] S4、將炭材料加入到酸性溶液中加熱進(jìn)行活化,得到酸化炭材料;[0009] S5、將酸化炭材料加入到鎳鹽溶液中,超聲分散1?2h,將活性炭取出后干燥,在電阻爐中加熱進(jìn)行煅燒,得到用于精苯深度脫硫的活性炭吸附劑。[0010] 優(yōu)選的,所述S1中4?溴噻吩?2?甲酰氯、均苯三酚和催化劑吡啶的摩爾比為(3?4.5):1:(1.8?2.5)。
[0011] 優(yōu)選的,所述S1中反應(yīng)溶劑選自甲苯、乙酸乙酯或乙腈的任一種。[0012] 優(yōu)選的,所述S1中反應(yīng)的條件為在20?40℃下攪拌6?18h。[0013] 優(yōu)選的,所述S2中均苯三(4?溴噻吩甲酯)、對苯二硼酸、四三苯基膦鈀、助催化劑碳酸鉀的摩爾比為(1.5?2):1:(0.01?0.015):(2?3.5)。[0014] 優(yōu)選的,所述S2中反應(yīng)的條件為在冷凝回流裝置中,140?160℃下攪拌36?72h。[0015] 優(yōu)選的,所述S3中炭化的條件為氮氣氣氛,溫度800?900℃,時間2?4h。[0016] 優(yōu)選的,所述S4中酸性溶液為體積比為2?4:1的濃硝酸和濃硫酸的混合溶液;活化的條件為在冷凝回流裝置中,70?100℃下攪拌2?6h。[0017] 優(yōu)選的,所述S5中鎳鹽溶液為硝酸鎳溶液、硫酸鎳溶液、氯化鎳溶液,摩爾濃度為0.2?2mol/L。
[0018] 優(yōu)選的,所述S5中煅燒的條件為氮氣氣氛,溫度500?650℃,時間2?3h。[0019] 有益效果:本發(fā)明以均苯三(4?溴噻吩甲酯)和對苯二硼酸作為聚合單體,通過聚合反應(yīng)得到含有噻吩基團(tuán)的共軛微孔聚合物,然后經(jīng)過炭化、混酸氧化、負(fù)載鎳離子和高溫煅燒,得到負(fù)載Ni的活性炭吸附劑,應(yīng)用于精苯深度脫硫中。[0020] 本發(fā)明中的活性炭吸附劑具有比表面積大,總孔徑高,吸附位點多的優(yōu)點,煅燒時在活性炭基體中形成含硫官能團(tuán),對噻吩具有很強的分子間作用力和親和性,并且活性炭負(fù)載Ni后,可以增強對噻吩的絡(luò)合作用,從而提高了對苯中噻吩的吸附性能和脫硫率。附圖說明[0021] 圖1是活性炭吸附劑的掃描電鏡圖。具體實施方式[0022] 實施例1:S1、將200mmol的4?溴噻吩?2?甲酸與500mL的氯化亞砜,在冷凝裝置中加熱至70℃回流反應(yīng)4h,減壓濃縮,乙醚洗滌,得到4?溴噻吩?2?甲酰氯;然后將225mmol的4?溴噻吩?2?甲酰氯、50mmol的均苯三酚和125mmol的催化劑吡啶在1000mL的乙酸乙酯中,在25℃下攪拌反應(yīng)12h,反應(yīng)后減壓蒸餾,乙酸乙酯重結(jié)晶,得到均苯三(4?溴噻吩甲酯);[0023] S2、將34mmol的均苯三(4?溴噻吩甲酯)、20mmol的對苯二硼酸、0.26mmol的催化劑四三苯基膦鈀、60mmol的助催化劑碳酸鉀在400mL的二甲亞砜溶劑中,在冷凝回流裝置中,160℃下攪拌反應(yīng)36h,得到共軛微孔聚合物;[0024] S3、將共軛微孔聚合物在電阻爐氮氣氣氛中,加熱至850℃進(jìn)行炭化4h,得到炭材料;[0025] S4、將炭材料加入到體積比為2:1的濃硝酸和濃硫酸的混合溶液,在冷凝回流裝置中加熱至80℃進(jìn)行攪拌活化6h,得到酸化炭材料;[0026] S5、將酸化炭材料加入到摩爾濃度為0.2mol/L的硝酸鎳溶液,超聲分散2h,將活性炭取出后干燥,在電阻爐氮氣氣氛中,加熱至溫度500℃,煅燒3h,得到用于精苯深度脫硫的活性炭吸附劑。[0027] 實施例2:S1、將200mmol的4?溴噻吩?2?甲酸與400mL的氯化亞砜,在冷凝裝置中加熱至75℃回流反應(yīng)5h,減壓濃縮,乙醚洗滌,得到4?溴噻吩?2?甲酰氯;然后將180mmol的4?溴噻吩?2?甲酰氯、50mmol的均苯三酚和115mmol的催化劑吡啶在800mL的乙腈中,在20℃下攪拌反應(yīng)18h,反應(yīng)后減壓蒸餾,乙酸乙酯重結(jié)晶,得到均苯三(4?溴噻吩甲酯);[0028] S2、將30mmol的均苯三(4?溴噻吩甲酯)、20mmol的對苯二硼酸、0.2mmol的催化劑四三苯基膦鈀、40mmol的助催化劑碳酸鉀在200mL的二甲亞砜溶劑中,在冷凝回流裝置中,140℃下攪拌反應(yīng)48h,得到共軛微孔聚合物;[0029] S3、將共軛微孔聚合物在電阻爐氮氣氣氛中,加熱至900℃進(jìn)行炭化2h,得到炭材料;[0030] S4、將炭材料加入到體積比為3:1的濃硝酸和濃硫酸的混合溶液,在冷凝回流裝置中加熱至100℃進(jìn)行攪拌活化2h,得到酸化炭材料;[0031] S5、將酸化炭材料加入到摩爾濃度為1mol/L的氯化鎳溶液,超聲分散1h,將活性炭取出后干燥,在電阻爐氮氣氣氛中,加熱至溫度650℃,煅燒2h,得到用于精苯深度脫硫的活性炭吸附劑。[0032] 實施例3:S1、將200mmol的4?溴噻吩?2?甲酸與300mL的氯化亞砜,在冷凝裝置中加熱至60℃回流反應(yīng)8h,減壓濃縮,乙醚洗滌,得到4?溴噻吩?2?甲酰氯;然后將150mmol的4?溴噻吩?2?甲酰氯、50mmol的均苯三酚和90mmol的催化劑吡啶在500mL的甲苯中,在40℃下攪拌反應(yīng)6h,反應(yīng)后減壓蒸餾,乙酸乙酯重結(jié)晶,得到均苯三(4?溴噻吩甲酯);
[0033] S2、將40mmol的均苯三(4?溴噻吩甲酯)、20mmol的對苯二硼酸、0.3mmol的催化劑四三苯基膦鈀、70mmol的助催化劑碳酸鉀在500mL的二甲亞砜溶劑中,在冷凝回流裝置中,150℃下攪拌反應(yīng)72h,得到共軛微孔聚合物;[0034] S3、將共軛微孔聚合物在電阻爐氮氣氣氛中,加熱至800℃進(jìn)行炭化3h,得到炭材料;[0035] S4、將炭材料加入到體積比為4:1的濃硝酸和濃硫酸的混合溶液,在冷凝回流裝置中加熱至70℃進(jìn)行攪拌活化4h,得到酸化炭材料;[0036] S5、將酸化炭材料加入到摩爾濃度為2mol/L的硫酸鎳溶液,超聲分散2h,將活性炭取出后干燥,在電阻爐氮氣氣氛中,加熱至溫度600℃,煅燒3h,得到用于精苯深度脫硫的活性炭吸附劑。[0037] 對比例1:S1、將200mmol的4?溴噻吩?2?甲酸與400mL的氯化亞砜,在冷凝裝置中加熱至75℃回流反應(yīng)5h,減壓濃縮,乙醚洗滌,得到4?溴噻吩?2?甲酰氯;然后將190mmol的4?溴噻吩?2?甲酰氯、50mmol的均苯三酚和125mmol的催化劑吡啶在1000mL的三氯甲烷中,在25℃下攪拌反應(yīng)12h,反應(yīng)后減壓蒸餾,乙酸乙酯重結(jié)晶,得到均苯三(4?溴噻吩甲酯);[0038] S2、將40mmol的均苯三(4?溴噻吩甲酯)、20mmol的對苯二硼酸、0.25mmol的催化劑四三苯基膦鈀、60mmol的助催化劑碳酸鉀在300mL的二甲亞砜溶劑中,在冷凝回流裝置中,160℃下攪拌反應(yīng)48h,得到共軛微孔聚合物;[0039] S3、將共軛微孔聚合物在電阻爐氮氣氣氛中,加熱至900℃進(jìn)行炭化2h,得到炭材料。[0040] 對比例2:S1、將200mmol的4?溴噻吩?2?甲酸與400mL的氯化亞砜,在冷凝裝置中加熱至75℃回流反應(yīng)4h,減壓濃縮,乙醚洗滌,得到4?溴噻吩?2?甲酰氯;然后將225mmol的4?溴噻吩?2?甲酰氯、50mmol的均苯三酚和110mmol的催化劑吡啶在1000mL的二氯甲烷中,在30℃下攪拌反應(yīng)12h,反應(yīng)后減壓蒸餾,乙酸乙酯重結(jié)晶,得到均苯三(4?溴噻吩甲酯);[0041] S2、將35mmol的均苯三(4?溴噻吩甲酯)、20mmol的對苯二硼酸、0.25mmol的催化劑四三苯基膦鈀、70mmol的助催化劑碳酸鉀在400mL的二甲亞砜溶劑中,在冷凝回流裝置中,150℃下攪拌反應(yīng)48h,得到共軛微孔聚合物;[0042] S3、將共軛微孔聚合物在電阻爐氮氣氣氛中,加熱至850℃進(jìn)行炭化2h,得到炭材料;[0043] S4、將炭材料加入到體積比為4:1的濃硝酸和濃硫酸的混合溶液,在冷凝回流裝置中加熱至100℃進(jìn)行攪拌活化4h,得到酸化炭材料。[0044] 通過孔隙比表面分析儀測定測定活性炭材料的比表面積和孔徑。[0045] 將活性炭吸附劑稱取20g加入到固定床反應(yīng)器中,質(zhì)量空速控制為6h?1,氫氣氛?2圍,壓力0.8MPa,溫度140℃,時間為5h,反應(yīng)樣品液為摩爾濃度10 g/L(C)的噻吩?苯溶液,通過氣相色譜?質(zhì)譜聯(lián)用儀測試樣品中反應(yīng)樣品液反應(yīng)后的硫含量(C1),并計算脫硫率W,W=(C?C1)/C×100%。
[0046] 活性炭吸附劑的孔隙比表面積、總孔體積以及脫硫率測試結(jié)果如下:[0047] 表1:活性炭吸附劑的孔隙比表面積以及脫硫率測試[0048][0049] 實施例3制備的活性炭吸附劑的比表面積和總孔體積最大,達(dá)到790.8m2/g,3
0.496cm/g,脫硫率達(dá)到72.6%。
聲明:
“用于精苯深度脫硫的活性炭吸附劑的制備方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)