CN106669761A - 一种氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂及其制备方法 - Google Patents
一种氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106669761A CN106669761A CN201611242345.3A CN201611242345A CN106669761A CN 106669761 A CN106669761 A CN 106669761A CN 201611242345 A CN201611242345 A CN 201611242345A CN 106669761 A CN106669761 A CN 106669761A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nitrogen
- attapulgite
- titanium dioxide
- graphene
- doped titanium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 74
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 63
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 title claims abstract description 61
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 61
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 33
- -1 graphene compound Chemical class 0.000 title claims abstract description 15
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 60
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 41
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims description 34
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims description 31
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 8
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 abstract 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 abstract 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 9
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 1-benzothiophene Chemical compound C1=CC=C2SC=CC2=C1 FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- IYYZUPMFVPLQIF-UHFFFAOYSA-N dibenzothiophene Chemical class C1=CC=C2C3=CC=CC=C3SC2=C1 IYYZUPMFVPLQIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N Methanethiol Chemical compound SC LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M Superoxide Chemical compound [O-][O] OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G27/00—Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, by oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
- C10G2300/201—Impurities
- C10G2300/202—Heteroatoms content, i.e. S, N, O, P
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/70—Catalyst aspects
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明属于燃油脱硫领域，具体涉及一种氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂及其制备方法。首先将氧化石墨烯分散液和四氯化钛溶液混合均匀，搅拌状态下向其中滴加含氮化合物溶液，并加入凹凸棒石浆体，然后将混合液移入烘箱进行水热反应，减压抽滤、洗涤并干燥即得到氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合材料。本发明原料价格低廉、绿色环保。将氮元素掺杂到二氧化钛晶体中，可提高二氧化钛的光响应范围，利用凹凸棒石和石墨烯作复合载体，可充分分散氮掺杂二氧化钛纳米颗粒，从而具备优异的光催化性能。
Description
技术领域
本发明属于燃油脱硫领域，具体涉及一种氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂及其制备方法。
背景技术
燃油中的含硫有机物是一种主要的大气污染源，经燃烧后会以SOx的形式排放到大气中，易引发酸雨、雾霾等，严重环境污染，危害人类健康。随着人们环保意识的加强，国家对硫的排放标准越来越严苛，低硫甚至无硫燃油的生产显得尤为重要。加氢脱硫是目前工业上使用较广的一种脱硫技术，其主要是利用氢气在催化剂表面将含硫有机物还原成硫化氢，进而从油品中去除，其对油品中的硫醇、硫醚等有机硫化物有较好的效果，但通常需在高温高压下进行，条件苛刻、成本较高、工艺复杂，而且常伴有辛烷值损失，影响油品质量。另外，加氢脱硫一般很难脱除噻吩类如苯并噻吩、二苯并噻吩等大分子硫化物，难以实现油品的深度脱硫。氧化脱硫具有操作简单、条件温和、能耗较低等特点，其对油品中的大分子有机硫化物具有良好的去除效果，近年来备受关注。光催化脱硫是氧化脱硫技术中的一种，其原理为：半导体催化剂在光的激发下会产生电子和空穴，进而与氧化剂反应生成强氧化性的超氧负离子和羟基自由基，将噻吩类硫化物氧化成对应的砜或亚砜类极性含硫物质，最后通过萃取去除。现有技术中脱硫催化剂存在成本高、对可见光利用效率低等缺点。
发明内容
本发明的目的：为提高脱硫效果，降低脱硫成本，同时提高光催化剂对可见光的利用效率，本发明提供了一种氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂及其制备方法。
本发明的技术方案：以石墨烯和凹凸棒石为复合载体，其中凹凸棒石插入到石墨烯片层间形成交错结构；以氮掺杂二氧化钛为活性组分，将其负载在复合载体表面，形成氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合光催化剂。
上述氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合光催化剂的具体制备步骤为：
①将氧化石墨烯分散液和四氯化钛溶液混合均匀，超声分散0.5～5h；
作为优选，氧化石墨烯分散液浓度为10～60mg/mL，四氯化钛溶液浓度为1～3mol/L，氧化石墨烯分散液与四氯化钛溶液的体积比为0.1～1:1；
②在温度为20～50℃下，一边搅拌，一边向步骤①混合液中逐滴加入含氮化合物溶液，滴加速度3～4mL/min，滴加完毕后，向其中加入凹凸棒石浆体，继续搅拌1～5h；
作为优选，含氮化合物为尿素和硫脲中的一种，浓度为1～3mol/L，与四氯化钛溶液的体积比为2～4:1；凹凸棒石浆体浓度为0.1～0.5g/mL，与四氯化钛溶液的体积比为0.5～1:1；
③将步骤2中液体转移至水热釜中，于160～220℃下水热反应8～24h，将所得产物过滤，洗涤，60～80℃下干燥，即制得氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合光催化剂。
本发明的有益效果：
1、本发明选用含氮化合物既可作为掺杂二氧化钛的氮源，提高二氧化钛的可见光响应范围和利用率，又可作为氧化石墨烯的还原剂，具有双重作用；
2、具有交错结构的石墨烯和凹凸棒石复合载体导电作用较石墨烯有所提高，该作用提高了光催化剂的导电效率；
3、利用掺杂氮源的二氧化钛、凹土棒石和石墨烯三者之间的协同作用，整体上提高了该光催化剂的催化活性，进而显著地提高了脱硫效率；
4、本发明采用一步法快速制备氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合光催化剂，具有工艺简单，成本低廉等优点。
附图说明
图1为实施例1中所制备的氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合光催化剂的TEM图。
具体实施方式
下面通过实施例和比较例对材料的脱硫性能作进一步的说明。
实验所用模拟汽油由正辛烷和二苯并噻吩配制而成，硫含量为200ppm。具体操作步骤为：取500mL模拟汽油于光化学反应仪中，加入500mg催化剂并加入4～5滴双氧水(30％)，开启磁力搅拌装置，暗吸附30min后打开350W氙灯，90min后取样，离心，DMF萃取分离出油相，于RPP-2000S型荧光定硫仪测定硫含量。
脱硫率按下式计算：
其中η为脱硫率(％)，C0为初始硫含量(ppm)，Ct为反应后硫含量(ppm)。
实施例1
1、将20mg/mL氧化石墨烯分散液和2.5mol/L四氯化钛溶液混合均匀，超声分散5h，其中氧化石墨烯分散液与四氯化钛溶液的体积比为1:1；
2、25℃下，一边搅拌，一边向步骤1混合液中逐滴加入2mol/L硫脲溶液，滴加速度3～4mL/min，滴加完后向其中加入0.4g/mL凹凸棒石浆体，继续搅拌2h，其中硫脲与四氯化钛溶液的体积比为4:1，凹凸棒石浆体与四氯化钛溶液的体积比为0.5:1；
3、将步骤2中液体转移至水热釜中，于180℃下水热反应12h，所得产物洗涤，80℃下干燥即得到氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合光催化剂。
测得该催化剂的脱硫率为：92.33％
实施例2
1、将10mg/mL氧化石墨烯分散液和1mol/L四氯化钛溶液混合均匀，超声分散0.5h，其中氧化石墨烯分散液与四氯化钛溶液的体积比为0.1:1；
2、20℃下，一边搅拌，一边向步骤1混合液中逐滴加入1mol/L尿素溶液，滴加速度3～4mL/min，滴加完后向其中加入0.1g/mL凹凸棒石浆体，继续搅拌1h。其中尿素与四氯化钛溶液的体积比为2:1，凹凸棒石浆体与四氯化钛溶液的体积比为1:1；
3、将步骤2中液体转移至水热釜中，于160℃下水热反应8h，所得产物洗涤，60℃下干燥即得到氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合光催化剂。
测得该催化剂的脱硫率为：75.62％
实施例3
1、将40mg/mL氧化石墨烯分散液和2mol/L四氯化钛溶液混合均匀，超声分散3h。其中氧化石墨烯分散液与四氯化钛溶液的体积比为0.6:1；
2、35℃下，一边搅拌，一边向步骤1混合液中逐滴加入1.5mol/L硫脲溶液，滴加速度3～4mL/min，滴加完后向其中加入0.3g/mL凹凸棒石浆体，继续搅拌3h。其中硫脲与四氯化钛溶液的体积比为3:1，凹凸棒石浆体与四氯化钛溶液的体积比为0.8:1；
3、将步骤2中液体转移至水热釜中，于200℃下水热反应18h，所得产物洗涤，65℃下干燥即得到氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合光催化剂。
测得该催化剂的脱硫率为：71.23％
实施例4
1、将30mg/mL氧化石墨烯分散液和3mol/L四氯化钛溶液混合均匀，超声分散2h。其中氧化石墨烯分散液与四氯化钛溶液的体积比为0.4:1；
2、40℃下，一边搅拌，一边向步骤1混合液中逐滴加入2.5mol/L尿素溶液，滴加速度3～4mL/min，滴加完后向其中加入0.3g/mL凹凸棒石浆体，继续搅拌3h。其中尿素与四氯化钛溶液的体积比为2.5:1，凹凸棒石浆体与四氯化钛溶液的体积比为0.6:1；
3、将步骤2中液体转移至水热釜中，于220℃下水热反应20h，所得产物洗涤，70℃下干燥即得到氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合光催化剂。
测得该催化剂的脱硫率为：77.81％
实施例5
1、将60mg/mL氧化石墨烯分散液和1.5mol/L四氯化钛溶液混合均匀，超声分散2.5h。其中氧化石墨烯分散液与四氯化钛溶液的体积比为0.2:1；
2、30℃下，一边搅拌，一边向步骤1混合液中逐滴加入2mol/L硫脲溶液，滴加速度3～4mL/min，滴加完后向其中加入0.4g/mL凹凸棒石浆体，继续搅拌2.5h。其中硫脲与四氯化钛溶液的体积比为4:1，凹凸棒石浆体与四氯化钛溶液的体积比为0.9:1；
3、将步骤2中液体转移至水热釜中，于190℃下水热反应16h，所得产物洗涤，80℃下干燥即得到氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合光催化剂。
测得该催化剂的脱硫率为：83.26％
实施例6
1、将50mg/mL氧化石墨烯分散液和3mol/L四氯化钛溶液混合均匀，超声分散4h。其中氧化石墨烯分散液与四氯化钛溶液的体积比为0.8:1；
2、50℃下，一边搅拌，一边向步骤1混合液中逐滴加入3mol/L尿素溶液，滴加速度3～4mL/min，滴加完后向其中加入0.5g/mL凹凸棒石浆体，继续搅拌5h。其中尿素与四氯化钛溶液的体积比为3.5:1，凹凸棒石浆体与四氯化钛溶液的体积比为0.7:1；
3、将步骤2中液体转移至水热釜中，于210℃下水热反应24h，所得产物洗涤，75℃下干燥即得到氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合光催化剂。
测得该催化剂的脱硫率为：85.48％
比较例1
去掉实施例1中加入硫脲工序，其他工艺条件不变，具体操作步骤如下：
1、将20mg/mL氧化石墨烯分散液和2.5mol/L四氯化钛溶液混合均匀，超声分散5h，其中氧化石墨烯分散液与四氯化钛溶液的体积比为1:1；
2、25℃下，一边搅拌，一边向步骤1混合液中加入0.4g/mL凹凸棒石浆体，继续搅拌2h，其中凹凸棒石浆体与四氯化钛溶液的体积比为0.5:1；
3、将步骤2中液体转移至水热釜中，于180℃下水热反应12h，所得产物洗涤，80℃下干燥即得到二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合光催化剂。
测得该催化剂的脱硫率为：58.34％
比较例2
去掉实施例1中加入氧化石墨烯分散液工序，其他工艺条件不变，具体操作步骤如下：
1、25℃下，一边搅拌，一边向2.5mol/L四氯化钛溶液中逐滴加入2mol/L硫脲溶液，滴加速度3～4mL/min，滴加完后向其中加入0.4g/mL凹凸棒石浆体，继续搅拌2h，其中硫脲与四氯化钛溶液的体积比为4:1，凹凸棒石浆体与四氯化钛溶液的体积比为0.5:1；
2、将步骤2中液体转移至水热釜中，于180℃下水热反应12h，所得产物洗涤，80℃下干燥即得到氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石复合光催化剂。
测得该催化剂的脱硫率为：49.53％
比较例3
去掉实施例1中加入凹凸棒石浆体工序，其他工艺条件不变，具体操作步骤如下：
1、将20mg/mL氧化石墨烯分散液和2.5mol/L四氯化钛溶液混合均匀，超声分散5h，其中氧化石墨烯分散液与四氯化钛溶液的体积比为1:1；
2、25℃下，一边搅拌，一边向步骤1混合液中逐滴加入2mol/L硫脲溶液，滴加速度3～4mL/min，滴加完后继续搅拌2h，其中硫脲与四氯化钛溶液的体积比为4:1；
3、将步骤2中液体转移至水热釜中，于180℃下水热反应12h，所得产物洗涤，80℃下干燥即得到氮掺杂二氧化钛/石墨烯复合光催化剂。
测得该催化剂的脱硫率为：42.41％
表1实施例和对比例脱硫率对照表
| 组别 | 脱硫率(％) | 备注(和实施例1相比) |
| 实施例1 | 92.33 | / |
| 对比例1 | 58.34 | 去掉加入硫脲工序 |
| 对比例2 | 49.53 | 去掉加入氧化石墨烯分散液工序 |
| 对比例3 | 42.41 | 去掉加入凹凸棒石浆体工序 |
从表1可以看出，对比例1、2和3的脱硫率远低于实施例1的脱硫率，综合分析看出，含氮化合物、石墨烯和凹凸棒石已形成一个完整的体系，三者相互协同共同完成高效率的脱硫作用。
Claims (9)
1.一种氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂，其特征在于：把凹凸棒石插入到石墨烯片层间形成交错结构的复合载体，含氮化合物作为掺杂二氧化钛的氮源，以氮掺杂二氧化钛为活性组分，将其负载在复合载体表面，形成氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合光催化剂。
2.一种如权利要求1所述的氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂的制备方法，其特征在于，制备方法如下：
①将氧化石墨烯分散液和四氯化钛溶液混合均匀，超声分散0.5～5h；
②在温度为20～50℃下，一边搅拌，一边向步骤①混合液中逐滴加入含氮化合物溶液，滴加速度为3～4mL/min，滴加完毕后，向其中加入凹凸棒石浆体，继续搅拌1～5h；
③将步骤②中液体转移至水热釜中，于160～220℃下水热反应8～24h，将所得产物过滤，洗涤，60～80℃下干燥，即制得氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合光催化剂。
3.如权利要求2所述的氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤①所述的氧化石墨烯分散液浓度为10～60mg/mL。
4.如权利要求2所述的氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤①所述的四氯化钛溶液浓度为1～3mol/L。
5.如权利要求2所述的氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤①所述的氧化石墨烯分散液与四氯化钛溶液的体积比为0.1～1:1。
6.如权利要求2所述的氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤②所述的含氮化合物为尿素或硫脲，含氮化合物浓度为1～3mol/L。
7.如权利要求2所述的氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤②所述的含氮化合物与步骤①所述的四氯化钛溶液的体积比为2～4:1。
8.如权利要求2所述的氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤②所述的凹凸棒石浆体浓度为0.1～0.5g/mL。
9.如权利要求2所述的氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤②所述的凹凸棒石浆体与步骤①所述的四氯化钛溶液的体积比为0.5～1:1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611242345.3A CN106669761A (zh) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | 一种氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611242345.3A CN106669761A (zh) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | 一种氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106669761A true CN106669761A (zh) | 2017-05-17 |
Family
ID=58872985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611242345.3A Pending CN106669761A (zh) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | 一种氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106669761A (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109589956A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-09 | 江苏大学 | 一种富含缺陷金属氧化物的制备方法及其用途 |
| CN110841683A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-02-28 | 宁波航天米瑞科技有限公司 | 二氧化钛复合光催化剂及其制备方法 |
| CN110882713A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-03-17 | 常州纳欧新材料科技有限公司 | 一种导电凹凸棒石/氧化钛/氮化碳量子点复合材料及其制备方法和在光催化脱硫中的应用 |
| CN110961092A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-07 | 常州纳欧新材料科技有限公司 | 一种碳量子点/氧化钛/导电云母复合降解盐酸四环素光催化材料及其制备方法 |
| CN110975856A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-10 | 常州纳欧新材料科技有限公司 | 一种氧化钛/导电钛酸钾复合脱硫光催化材料及其制备方法 |
| CN111001409A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-14 | 常州纳欧新材料科技有限公司 | 一种用于降解金霉素的光催化剂材料及其制备方法 |
| CN111013633A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-17 | 常州纳欧新材料科技有限公司 | 一种氮掺杂的凹凸棒石/碳/溴氧化铋复合固氮光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112354568A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-02-12 | 滨州中科催化技术有限公司 | 一种镁基焦炉煤气加氢脱硫催化剂及其制备方法 |
| CN112495450A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-03-16 | 中国矿业大学 | 坡缕石-二氧化钛-石墨烯量子点复合光催化剂及制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103394322A (zh) * | 2013-07-17 | 2013-11-20 | 常州大学盱眙凹土研发中心 | 一种汽油脱硫吸附剂及其制备方法 |
| CN104415772A (zh) * | 2013-08-23 | 2015-03-18 | 国家纳米科学中心 | 一种氮掺杂还原氧化石墨烯/氮掺杂二氧化钛复合材料及其制备方法和应用 |
| WO2016098127A1 (en) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | Council Of Scientific & Industrial Research | NOVEL TITANIUM DIOXIDE - GRAPHENE QUANTUM DOTS (TiO2-GQDS) HYBRID MULTIFUNCTIONAL MATERIAL AND PREPARATION THEREOF |
-
2016
- 2016-12-29 CN CN201611242345.3A patent/CN106669761A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103394322A (zh) * | 2013-07-17 | 2013-11-20 | 常州大学盱眙凹土研发中心 | 一种汽油脱硫吸附剂及其制备方法 |
| CN104415772A (zh) * | 2013-08-23 | 2015-03-18 | 国家纳米科学中心 | 一种氮掺杂还原氧化石墨烯/氮掺杂二氧化钛复合材料及其制备方法和应用 |
| WO2016098127A1 (en) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | Council Of Scientific & Industrial Research | NOVEL TITANIUM DIOXIDE - GRAPHENE QUANTUM DOTS (TiO2-GQDS) HYBRID MULTIFUNCTIONAL MATERIAL AND PREPARATION THEREOF |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 丁鹏等: "掺氮氧化石墨烯二氧化钛复合材料的合成及其光催化活性", 《现代化工》 * |
| 刘建民: "《火电厂氮氧化物控制技术》", 31 December 2012 * |
| 王昭等: "TiO2/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能", 《材料科学与工程学报》 * |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109589956B (zh) * | 2018-12-26 | 2021-11-23 | 江苏大学 | 一种富含缺陷金属氧化物的制备方法及其用途 |
| CN109589956A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-09 | 江苏大学 | 一种富含缺陷金属氧化物的制备方法及其用途 |
| CN110841683A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-02-28 | 宁波航天米瑞科技有限公司 | 二氧化钛复合光催化剂及其制备方法 |
| CN110841683B (zh) * | 2019-11-18 | 2020-07-14 | 宁波航天米瑞科技有限公司 | 二氧化钛复合光催化剂及其制备方法 |
| CN110882713A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-03-17 | 常州纳欧新材料科技有限公司 | 一种导电凹凸棒石/氧化钛/氮化碳量子点复合材料及其制备方法和在光催化脱硫中的应用 |
| CN110882713B (zh) * | 2019-11-22 | 2022-04-26 | 常州纳欧新材料科技有限公司 | 一种导电凹凸棒石/氧化钛/氮化碳量子点复合材料及其制备方法和在光催化脱硫中的应用 |
| CN110975856A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-10 | 常州纳欧新材料科技有限公司 | 一种氧化钛/导电钛酸钾复合脱硫光催化材料及其制备方法 |
| CN110975856B (zh) * | 2019-12-18 | 2023-01-03 | 常州纳欧新材料科技有限公司 | 一种氧化钛/导电钛酸钾复合脱硫光催化材料及其制备方法 |
| CN110961092A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-07 | 常州纳欧新材料科技有限公司 | 一种碳量子点/氧化钛/导电云母复合降解盐酸四环素光催化材料及其制备方法 |
| CN111013633A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-17 | 常州纳欧新材料科技有限公司 | 一种氮掺杂的凹凸棒石/碳/溴氧化铋复合固氮光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN111001409B (zh) * | 2019-12-25 | 2022-05-17 | 常州纳欧新材料科技有限公司 | 一种用于降解金霉素的光催化剂材料及其制备方法 |
| CN111001409A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-14 | 常州纳欧新材料科技有限公司 | 一种用于降解金霉素的光催化剂材料及其制备方法 |
| CN111013633B (zh) * | 2019-12-25 | 2023-02-07 | 常州纳欧新材料科技有限公司 | 一种氮掺杂的凹凸棒石/碳/溴氧化铋复合固氮光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112354568A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-02-12 | 滨州中科催化技术有限公司 | 一种镁基焦炉煤气加氢脱硫催化剂及其制备方法 |
| CN112495450A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-03-16 | 中国矿业大学 | 坡缕石-二氧化钛-石墨烯量子点复合光催化剂及制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106669761A (zh) | 一种氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂及其制备方法 | |
| Wang et al. | Performance evaluation of the carbon nanotubes supported Cs2. 5H0. 5PW12O40 as efficient and recoverable catalyst for the oxidative removal of dibenzothiophene | |
| CN105195227B (zh) | 一种凹土/氮化碳/聚苯胺脱硫光催化剂及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Review of electrochemical oxidation desulfurization for fuels and minerals | |
| CN101270299A (zh) | 一种轻质油品氧化脱硫的方法 | |
| CN103736521A (zh) | 一种类石墨烯型氮化硼负载离子液体催化剂制备方法及其应用 | |
| CN110218576B (zh) | 一种柴油高效选择性催化氧化脱硫的方法 | |
| CN111821974B (zh) | 一种乳液催化剂及其在煤焦油氧化脱硫中的应用 | |
| CN107376965B (zh) | 一种磷钼杂多酸负载型磁性介孔二氧化硅材料的制备方法及其应用 | |
| CN103285923B (zh) | 一种氧化脱硫两亲性催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN109999873A (zh) | 一种氮化硼负载二氧化钼材料的制备方法及其应用 | |
| CN103846003B (zh) | 一种脱除硫化氢气体的方法 | |
| Zhang et al. | Controllable synthesis of Bi2O3-MoO3 binary system metal composite oxides and structure–activity relationships for aerobic oxidative desulfurization | |
| Gao et al. | Desulfurization of liquid hydrocarbon fuels via Cu2O catalyzed photo-oxidation coupled with liquid–liquid extraction | |
| Hu et al. | Construction of 3D mesoporous silica supported MoO3 nanoparticles for the efficient photocatalytic oxidative desulfurization under visible light | |
| CN101012390B (zh) | 一种TiO2催化氧化实现油品脱硫的方法 | |
| CN112044425B (zh) | 盐酸酸化高岭土负载钒氧化脱硫催化剂及其制备和应用 | |
| CN104724786B (zh) | 一种含汞废水处理方法 | |
| CN104119947B (zh) | 一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺 | |
| CN104307469A (zh) | 一种用于精制柴油深度脱硫的脱硫吸附剂及其制备方法 | |
| CN111056612B (zh) | 一种含硫废水的处理方法和应用 | |
| CN102247875A (zh) | 一种杂多酸/氧化铝介孔复合材料的制备方法 | |
| CN107892940A (zh) | 一种含钴离子液体耦合过硫酸盐进行油品脱硫的方法 | |
| CN103111282A (zh) | 一种氧化脱硫催化剂的制备方法 | |
| CN103585954A (zh) | 汽油脱硫催化吸附剂及其制备方法和脱硫方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170517 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |