一種硫化物的靶向錨定分離劑及其制備方法和應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種硫化物的靶向錨定分離劑及其制備方法和應(yīng)用，該靶向錨定分離劑的制備方法包括以下步驟：將MOFs材料作為靶向錨定劑包覆在作為分離劑的磁性納米材料表面，制備得到核殼結(jié)構(gòu)的靶向錨定分離劑。該靶向錨定分離劑通過以磁性納米顆粒作為分離劑，金屬有機骨架為硫的靶向錨定劑，將兩種材料復(fù)合得到一種具有核殼結(jié)構(gòu)的硫化物的靶向錨定分離劑，該硫化物的靶向錨定分離劑具有工業(yè)價值、能夠用于油品深度脫硫。

Target anchor separating agent for sulfide and preparation method and application thereof

The invention relates to a sulfide targeting anchor separating agent and preparation method and application thereof, preparation method of the target anchor separation agent comprises the following steps: MOFs material as the target anchor agent is coated on the surface of nano materials as magnetic separation agent, preparation of core-shell structure target to anchor the separating agent. The target anchor separation agent by magnetic nanoparticles as separation agents, metal organic frameworks for sulfur targeting anchoring agent, two materials composite have a core-shell structure of sulfide targeted anchor separating agent, the sulfide targeted anchor separation agent has industrial value, can be used for deep desulfurization of oil.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種硫化物的靶向錨定分離劑及其制備方法和應(yīng)用
本專利技術(shù)涉及一種油品中硫化物的核殼結(jié)構(gòu)靶向錨定分離劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于精細石油化工

技術(shù)介紹
隨著世界各國工業(yè)和科技的發(fā)展，人們對環(huán)境保護的日益重視以及環(huán)保法規(guī)的日益嚴格，特別是在以油品為燃料的汽車尾氣方面，如果油品含硫量過高，在燃燒過程中會導(dǎo)致硫的氧化物產(chǎn)生，這些氧化物是引起酸雨的主要原因之一，將會對環(huán)境造成很大的破壞。因此，生產(chǎn)低硫及超低硫燃料油正逐漸為人們所關(guān)注。燃料中的硫化物存在形式以硫醇、硫醚、二硫化物和噻吩類有機硫化物為主，特別是其中噻吩類含量大、難以脫除。傳統(tǒng)加氫脫硫的方法，雖能有效地脫除噻吩類等較難脫除的硫化物，但存在損失辛烷值的問題對DBT及其衍生物脫除效果也較差，同時，為了達到更低含硫標準的要求，必將需要高壓、高溫以及活性更高的催化劑，這必然導(dǎo)致油品成本大幅上升。另外較高的設(shè)備投資和操作費用大以及耗氫量大等不足之處也日益凸顯，因此迫切需要其它低成本的油品深度脫硫技術(shù)來優(yōu)化傳統(tǒng)脫硫方法。鑒于加氫脫硫方法存在的不足，人們又開發(fā)了許多非加氫脫硫技術(shù)，包括萃取脫硫、氧化脫硫、靶向錨定脫硫、生物脫硫技術(shù)等。與傳統(tǒng)的加氫脫硫相比，靶向錨定脫硫是近年來研究較多的脫硫方法，它具有操作條件溫和、辛烷值損失較小、成本低等優(yōu)點，具有很大的發(fā)展空間及應(yīng)用潛力，因而成為當前油品脫硫的研究熱點。磁性材料主要是指過度元素鐵、鎳、鈷，以及其合金等組成的能夠直接或間接產(chǎn)生磁性，具有磁有序的強磁性物質(zhì)。它們除了具有一般納米材料特有的表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、體積效應(yīng)以外還呈現(xiàn)出一些獨特優(yōu)異的物理特性，比如超順磁性、高飽和磁化強度、生物相容性、低毒性等。超順磁性是磁性納米材料順磁性中的一個極為獨特的性質(zhì)，指的是在室溫下，當納米顆粒粒徑在10nm到20nm之間或者更小時，顆粒受熱擾動影響呈現(xiàn)混亂排列，此時磁性與原子的順磁性相類似稱為超順磁性。在眾多超順磁性納米顆粒中四氧化三鐵納米顆粒因為制備相對簡單，應(yīng)用成本較低且具有較低毒性而成為備受關(guān)注的研究熱點，另外，納米四氧化三鐵具有表面效應(yīng)。通過Fe3O4納米顆粒的磁性，可將其與其他無磁性物質(zhì)輕松分離，雖然磁性納米顆粒的設(shè)計與制備正越來越受到關(guān)注，在磁性分離、磁性探針、生物醫(yī)學等諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用，但是現(xiàn)有技術(shù)中還未發(fā)現(xiàn)磁性納米顆粒應(yīng)用在深度脫硫中。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種硫化物的靶向錨定分離劑，通過以磁性納米顆粒作為分離劑，金屬有機骨架為硫的靶向錨定劑，將兩種材料復(fù)合得到一種具有核殼結(jié)構(gòu)的硫化物的靶向錨定分離劑，該硫化物的靶向錨定分離劑具有工業(yè)價值、能夠用于油品深度脫硫。為了達到上述目的，本專利技術(shù)提供了一種硫化物的靶向錨定分離劑的制備方法，該制備方法包括以下步驟：將MOFs材料作為靶向錨定劑包覆在作為分離劑的磁性納米材料表面，制備得到核殼結(jié)構(gòu)的靶向錨定分離劑。在上述制備方法中，優(yōu)選地，作為靶向錨定劑的MOFs材料是金屬有機骨架材料，其具有籠狀結(jié)構(gòu)，在籠狀結(jié)構(gòu)中心有特定金屬活性位點(金屬包括但不限于Cu、Ni、Ag、Zn、V和Fe)，有機配體構(gòu)成的籠壁上具有特定反應(yīng)基團，籠狀結(jié)構(gòu)的開口大小以及內(nèi)部孔徑大小均可控，最佳為稍大于靶向錨定的目標分子直徑(如利用孔徑0.9nm左右的HKUST-1來靶向錨定直徑0.53nm左右的噻吩分子)。其中，MOFs材料優(yōu)選包括HKUST-1(1，3，5-均苯三羧酸銅Cu3(BTC)2)、MOF-5、MIL-47、MIL-125和MOF-505中的一種或多種的組合，更優(yōu)選為HKUST-1。該MOFs材料可以通過水熱法合成。在上述制備方法中，優(yōu)選地，磁性納米材料包括表面帶有巰基乙酸的超順磁性金屬氧化物納米顆粒、表面帶有巰基乙酸的超順磁性碳化物納米顆粒、表面帶有巰基乙酸的超順磁性金屬納米顆粒和表面帶有巰基乙酸的超順磁性氮化物納米顆粒中的一種或幾種的組合，更優(yōu)選為表面帶有巰基乙酸的超順磁性Fe3O4納米顆粒、表面帶有巰基乙酸的超順磁性Fe2O3納米顆粒、表面帶有巰基乙酸的超順磁性Co納米顆粒、表面帶有巰基乙酸的超順磁性Ni納米顆粒、表面帶有巰基乙酸的超順磁性CrO2納米顆粒、表面帶有巰基乙酸的超順磁性FeC納米顆粒、表面帶有巰基乙酸的超順磁性FeN納米顆粒或表面帶有巰基乙酸的超順磁性BaFeO納米顆粒。在上述制備方法中，優(yōu)選地，磁性納米材料的直徑為200-500nm。根據(jù)本專利技術(shù)的具體實施方案，優(yōu)選地，上述制備方法包括以下具體步驟：步驟1：將磁性納米材料溶于金屬鹽溶液中，得到溶液A；步驟2：對溶液A進行攪拌，分離固體，然后將固體溶解于有機配體溶液中，得到溶液B；步驟3：對溶液B進行攪拌，分離得到固體C；步驟4：對固體C進行洗滌、干燥，得到硫化物的靶向錨定分離劑。根據(jù)本專利技術(shù)的具體實施方案，磁性納米材料優(yōu)選為表面帶有巰基乙酸的超順磁性Fe3O4納米顆粒，其制備方法可以包括以下步驟：將含有超順磁Fe3O4納米顆粒的溶液與含有巰基乙酸的乙醇溶液混合，利用外加磁場的方法收集固體，對所得固體進行清洗(可以采用水和乙醇清洗數(shù)遍)，干燥，得到表面帶有巰基乙酸的超順磁Fe3O4納米顆粒。其中，超順磁Fe3O4納米顆粒與含有巰基乙酸的乙醇溶液的加入量的比為(2-4)g:(160-320)mL，更優(yōu)選為3g:240mL；含有巰基乙酸的乙醇溶液中巰基乙酸濃度為1.16-2.32mmol/L，更優(yōu)選為1.74mmol/L；乙醇為分析純。更優(yōu)選地，本專利技術(shù)所采用的超順磁性Fe3O4納米顆粒的制備方法包括以下步驟：將FeCl3·6H2O、醋酸鈉和乙二醇混合，在30-70℃的條件下保存數(shù)小時后，在150-300℃加熱6-10小時，冷卻，清洗，干燥得到超順磁性Fe3O4納米顆粒。其中，加熱處理通過高壓加熱容器進行，清洗采用乙醇進行，干燥在溫度150℃以下的烘箱中進行。在上述制備方法中，優(yōu)選地，金屬鹽溶液包括但不限于金屬鹽的醇溶液。在上述制備方法中，優(yōu)選地，金屬鹽溶液中的金屬包括Cu、Ni、Ag、Zn、V和Fe中的一種或幾種的組合；有機配體包括均苯三甲酸和對苯二甲酸中的一種或兩種。在上述制備方法中，優(yōu)選地，在步驟1中，磁性納米材料與金屬鹽溶液的加入量的比為(2-4)g:(160-320)mL，更優(yōu)選為3g:240mL；在金屬鹽溶液中，金屬鹽溶液的濃度為5-15mmol/L，更優(yōu)選為10mmol/L。在上述制備方法中，優(yōu)選地，在步驟1中，在金屬鹽溶液中，金屬鹽溶液的濃度為5-15mmol/L，優(yōu)選為10mmol/L。在上述制備方法中，優(yōu)選地，在步驟2中，固體與有機配體溶液的比例為(2-4)g:(160-320)mL，優(yōu)選為3g:240mL；在有機配體溶液中，有機配體的濃度為5-15mmol/L，優(yōu)選為10mmol/L。有機配體溶液的溶劑可以為乙醇，但不限于此。在上述制備方法中，優(yōu)選地，在步驟2中，通過對溶液A進行攪拌，能夠利用其磁性將固體納米材料分離。優(yōu)選地，攪拌的溫度控制為50℃-90℃，時間為30min以上。在上述制備方法中，優(yōu)選地，在步驟3中，攪拌的溫度控制為50℃-90℃，時間為1小時以上。在上述制備方法中，優(yōu)選地，在步驟4中，對固體C進行洗滌時可以采用乙醇進行，干燥可以采用真空干燥的方式，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種硫化物的靶向錨定分離劑的制備方法，該制備方法包括以下步驟：將MOFs材料作為靶向錨定劑包覆在作為分離劑的磁性納米材料表面，制備得到核殼結(jié)構(gòu)的靶向錨定分離劑。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種硫化物的靶向錨定分離劑的制備方法，該制備方法包括以下步驟：將MOFs材料作為靶向錨定劑包覆在作為分離劑的磁性納米材料表面，制備得到核殼結(jié)構(gòu)的靶向錨定分離劑。2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述MOFs材料為HKUST-1、MOF-5、MIL-47、MIL-125和MOF-505中的一種或多種的組合，優(yōu)選為HKUST-1。3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其中，所述磁性納米材料包括表面帶有巰基乙酸的超順磁性金屬氧化物納米顆粒、表面帶有巰基乙酸的超順磁性碳化物納米顆粒、表面帶有巰基乙酸的超順磁性金屬納米顆粒和表面帶有巰基乙酸的超順磁性氮化物納米顆粒中的一種或幾種的組合，優(yōu)選為表面帶有巰基乙酸的超順磁性Fe3O4納米顆粒、表面帶有巰基乙酸的超順磁性Fe2O3納米顆粒、表面帶有巰基乙酸的超順磁性Co納米顆粒、表面帶有巰基乙酸的超順磁性Ni納米顆粒、表面帶有巰基乙酸的超順磁性CrO2納米顆粒、表面帶有巰基乙酸的超順磁性FeC納米顆粒、表面帶有巰基乙酸的超順磁性FeN納米顆粒或表面帶有巰基乙酸的超順磁性BaFeO納米顆粒。4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的制備方法，其中，所述磁性納米材料的直徑為200-500nm。5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的制備方法，其中，該制備方法具體包括以下步驟：步驟1：將磁性納米材料溶于金屬鹽溶液中，得到溶液A；步驟2：對溶液A進行攪拌，分離固體，然后將固體溶...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊克，周紅軍，
申請(專利權(quán))人：中國石油大學北京，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11