CN108728156A - Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法 - Google Patents

Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了Cu2O/SiO2‑Al2O3‑GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，它以Cu2O/SiO2‑Al2O3‑氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂，填装入固定床吸附装置，在0~100℃温度下，以1~10 h‑1的空速通入含有噻吩类硫化物的模拟汽油，经吸附后得到1ppm以下硫浓度的模拟汽油。本发明采用的Cu2O/SiO2‑Al2O3‑氧化石墨烯复合气凝胶，在气凝胶硅骨架结构中引入Al3+，产生L酸，噻吩类化合物中S原子上的孤对电子具有碱性，气凝胶基质SiO2‑Al2O3中的L酸中心可通过酸碱作用吸附噻吩类化合物，π络合作用和酸碱作用的协同作用能进一步提高它对噻吩类化合物的吸附性能，提高吸附效果，经吸附后模拟汽油中噻吩类硫化物的硫浓度可达到1ppm以下。

Description

Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化 物的方法
技术领域
本发明属于燃料油加工技术领域，具体涉及Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法。
背景技术
随着车用工业的大力发展，汽车尾气硫化物的大量排放不仅使环境污染问题日趋严重，同样也威胁着人类的身体健康。燃料电池对燃料油中的硫含量也有相当高的要求，有机硫化物的存在，会使燃料电池电极中的催化剂中毒，使燃料电池不能有效的将柴汽油中的化学能转化成电能。因此，对燃料油的深度脱硫已经成为了全球关注的焦点。
目前，燃料油品的脱硫工艺主要有加氢脱硫技术、烷基化脱硫技术、生物脱硫技术、萃取脱硫技术、氧化脱硫技术、吸附脱硫技术等。现在的工业生产中，脱硫的主要工艺仍是传统的加氢脱硫，但其存在操作成本较高、耗氢量大、操作条件苛刻，以及降低汽油中辛烷值等缺点。且加氢脱硫只对于硫醇、硫醚、无机硫等有较好的脱除效果，对于热稳定性极高的噻吩类硫化物的脱硫效果很差。吸附脱硫技术成本低廉，操作条件温和，脱硫效果好，不污染环境，其中π络合吸附脱硫相对于物理吸附脱硫是有选择性的，相对于化学吸附脱硫更易于脱附再生，是目前最有前景的脱硫方法。
π络合吸附脱硫的关键在于制备一种高效的π络合吸附剂。常用于制备π络合脱硫吸附剂的金属离子有Cu2+、Cu+、Ni2+、Co2+等。而制备π络合脱硫吸附剂，须将这些金属离子分散在高比表面积的载体上。根据载体的不同，π络合脱硫吸附剂可分为分子筛类、活性炭类、金属氧化物类。
中国专利CN 103170305 A以负载Cu离子的13X分子筛为脱硫吸附剂，用于深度脱除汽油中的噻吩及其衍生物和苯并噻吩。其中铜的元素含量占吸附剂总重量的3％～5％，铜元素为离子态。中国专利CN 1511629 A制备了一种深度脱除硫化物的分子筛吸附剂，由Y型分子筛负载金属盐类组成。上述以分子筛为载体的π络合吸附剂，载体价格低廉，制备方法简单，可循环再生，但分子筛脱硫吸附剂所交换的过渡金属离子数目有限，对硫化物的吸附容量不大，且微孔分子筛自身的微孔结构，大分子的噻吩类硫化物由于分子尺寸效应无法进入孔道内与金属离子形成π络合作用，即无法达到深度脱硫。
中国专利CN 103143322 A制备了一种负载了Fe离子的活性炭吸附剂，对汽油中的噻吩及其衍生物有较大的吸附容量与选择性，且制备方法简单，再生容易，吸附剂使用寿命长。中国专利CN 104549143 A通过采用含Al、Zn、Ni等金属的盐和H3PO4作为助剂对活性炭进行修饰改性，较好地解决了气体原料吸附净化脱硫技术中存在单一吸附剂不能同时有效脱除多种硫化物、硫的脱除率低以及脱硫剂的穿透硫容低等问题。但活性炭的孔结构以微孔为主，改性的活性炭对噻吩类大分子硫化物的吸附容量仍然非常小，难以满足工业生产的要求。
中国专利CN 103007873 A以铜元素掺杂的介孔γ-Al2O3与含硫的燃料油接触，利用吸附法实现脱硫，操作成本低，吸附容量大，且再生方便。中国专利CN 101619231 A制备了一种脱硫吸附剂，该吸附剂包括以氧化铝为粘结剂，氧化锌为载体，再与络合剂溶液接触，然后负载金属促进剂，用于燃料油脱硫，活性高，吸附硫容量大。但上述以金属氧化物为载体的吸附剂在制备过程中，金属离子容易堵塞金属氧化物孔道，导致负载的活性组分在表面堆积，无法进入孔道内提供活性位，降低吸附脱硫性能，且此法较难应用于工业化生产。
发明内容
针对现有π络合脱硫吸附剂在脱除燃料油中噻吩类硫化物中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种以Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，本发明Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂，通过π络合吸附作用脱除燃料油中噻吩类硫化物，具备吸附量大、易再生和吸附条件温和等优点。
所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于以Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂，填装入固定床吸附装置，在0～100℃温度下，以1～10h-1的空速通入含有噻吩类硫化物的模拟汽油，经吸附后得到1ppm以下硫浓度的模拟汽油。
所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于所吸附的噻吩类硫化物为噻吩或苯并噻吩，GO为氧化石墨烯的简称，下同。
所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于模拟汽油中噻吩或苯并噻吩硫浓度为0.1mgS/g～10mgS/g，优选为0.1～5mgS/g。
所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶以氧化石墨烯、硅源、铜源和铝源为原料，采用溶胶凝胶—常压干燥法制备得到CuO/SiO2-Al2O3-复合气凝胶，CuO/SiO2-Al2O3-复合气凝胶经氢气还原得Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶。
所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于硅源为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、硅溶胶或水玻璃，铜源为氯化铜或醋酸铜，铝源为硝酸铝和氯化铝；优选硅源为正硅酸乙酯，铜源为醋酸铜，铝源为氯化铝。
所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于还原温度为100～220℃，优选160～180℃；还原时间为3～7h，优选5～6h。
所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂中的硅铝摩尔比为1：1～150:1，优选为20：1～50:1；硅铜摩尔比为1：1～100:1，优选为50：1～70:1。
所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂中，氧化石墨烯的质量百分含量为0.67‰-3.33‰，优选为1.33‰-2.67‰。
所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于吸附温度为0～40℃；通入含有噻吩或苯并噻吩的模拟汽油时空速为1～5h-1。
所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于吸附后的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂经溶剂洗脱再生，所述溶剂为环己烯、乙醚、苯或者甲苯，优选为苯。
通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1)本发明的Cu2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶具有典型介孔特征，如孔径(5～20nm)、高孔隙率(85～99％)和高比表面积(600～1500m2/g)等独特物理化学性质，因此噻吩类硫化物可无阻碍地进入气凝胶孔道内，而且其结构是由纳米级骨架颗粒构成，骨架内的活性组分可充分暴露，这使得气凝胶的活性组分可与噻吩类硫化物充分接触，即Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对噻吩类硫化物有良好的吸附性能；
2)本发明的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶，与Cu2O/SiO2-氧化石墨烯复合气凝胶相比，它在气凝胶硅骨架结构中引入Al3+，产生L酸，噻吩类化合物中S原子上的孤对电子具有碱性，气凝胶基质SiO2-Al2O3中的L酸中心可通过酸碱作用吸附噻吩类化合物。π络合作用和酸碱作用的协同作用能进一步提高它对噻吩类化合物的吸附性能。在气凝胶的合成过程中，可将具有π络合作用的过渡金属盐加入其中，因此其活性组分的量是可调节的；
3)本发明的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶，与Cu2O/SiO2气凝胶相比，它在气凝胶硅骨架结构中引入氧化石墨烯，增强了气凝胶骨架的强度和其耐高温性；
4)本发明的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶π络合吸附剂对噻吩类硫化物有良好的吸附性能，通过溶剂洗涤便可再生，再生后仍然有良好的吸附性能；
5)本发明的吸附反应能在常压下进行、吸附条件温和、对吸附设备的要求低、操作方便，经吸附后模拟汽油中噻吩类硫化物的硫浓度可达到1ppm以下。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例：
Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂的制备：
以固定硅铜摩尔比为50，硅铝摩尔比20，氧化石墨烯掺入量2‰的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂为例，采用溶胶凝胶—常压干燥法制备，其制备步骤如下：
首先准备2个烧杯A和B。称取0.006g氧化氧化石墨烯加入到含有15mL无水乙醇的A烧杯溶解，并超声30min左右，形成A溶液；将8mL正硅酸乙酯加到A烧杯，在磁力搅拌条件下混合均匀；称取0.14g醋酸铜和0.611g氯化铝溶解在含有3mL蒸馏水的B烧杯中，形成B溶液；待A烧杯中混合溶液混合均匀时，在搅拌的情况下逐滴将B溶液加入到A烧杯中。得到的A混合液水解90min后，加入氨水调节pH值至6.5，室温下静置约5min得CuO/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合醇凝胶，再在体积比为25：15的无水乙醇/正硅乙酸酯中老化16h，以增强凝胶的骨架结构，再用正己烷对凝胶进行溶剂置换，24h内更换两次溶剂，除去凝胶中的乙醇、水、酸及其他有机分子。最后80℃～150℃下干燥2h，得硅铜摩尔比50：1的CuO/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶，再经氢气在160℃下还原5h，得硅铜摩尔比50：1的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶。(这里并没有加入铝源)
实施例1～7：不同硅源，铝源，铜源的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
在采用溶胶-凝胶法制备的硅铜摩尔比为50，硅铝摩尔比20，氧化石墨烯掺入量2‰的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂中，所用的硅源有正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、硅溶胶，铜源有硝酸铜、醋酸铜，铝源为硝酸铝，氯化铝(这里制备气凝胶的还原温度和还原时间是多少，因为其是反应的影响因素，条件要明确)。将制备完成的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶进行穿透吸附脱硫实验，具体操作如下：在固定床吸附装置中，最底层填装适量的脱脂棉，然后填装1g的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶与适量的石英砂。吸附实验开始前，用正庚烷充分润湿所填装的吸附剂。在25℃下通入模拟汽油(1mgS/g)，空速为2h-1，在反应器的下端出口处收集吸附后的模拟汽油，用装有FPD检测器的气相色谱(检测限0.5μgS/g)进行分析，当流出液中硫浓度为0.001mgS/g时定为穿透点。所得到的噻吩与苯并噻吩的穿透吸附容量，结果见表1、表2。
表1不同硅源的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
表2不同铝源的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
表3不同铜源的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
从表1、表2和表3可以看出，在合成Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶所用的硅源、铜源，当硅源选用正硅酸乙酯，铜源选用醋酸铜时，所合成的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶在穿透吸附实验中，对噻吩与苯并噻吩有最大的穿透吸附容量。因此优选硅源为正硅酸乙酯，铝源为氯化铝，铜源为醋酸铜。
实施例8～12：不同硅铝摩尔比的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
选用硅铜摩尔比50：1，硅铝摩尔比分别5、10、20、50、100，氧化石墨烯掺入量2‰的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂，其他条件同实施例2的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶，对模拟汽油中噻吩类硫化物进行穿透吸附实验。其穿透吸附实验操作同实施例1～7，吸附结果见表4。
表4不同硅铝摩尔比的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
从表4可以看出，不同硅铝摩尔比的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶随着硅铝摩尔比的减少即铝含量的增加，对噻吩与苯并噻吩的穿透吸附容量先增后降。在硅铝摩尔比为20：1时，噻吩与苯并噻吩的穿透吸附容量达到最大，因此优选硅铝摩尔比为20：1～50：1的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶。
实施例13～17：不同硅铜摩尔比的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
选用硅铜摩尔比分别10、20、50、70、100，硅铝摩尔比20，氧化石墨烯掺入量2‰的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂，其他条件同实施例2的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶，对模拟汽油中噻吩类硫化物进行穿透吸附实验。其穿透吸附实验操作同实施例1～7，吸附结果见表5。
表5不同硅铜摩尔比的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
从表5可以看出，Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶随着硅铜摩尔比的减小即铜含量的增加，对噻吩与苯并噻吩的穿透吸附容量先增后减。在硅铜摩尔比为50：1后，噻吩与苯并噻吩的穿透吸附容量达到最大，因此优选硅铜摩尔比为50：1～70：1的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨复合烯复合气凝胶。
实施案例18～22：不同含量氧化石墨烯对Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
硅铜摩尔比为50，硅铝摩尔比20，掺入氧化石墨烯的量分别0.67‰、1.33‰、2‰、2.67‰、3.33‰的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶复合气凝胶吸附剂，其他条件同实施例2的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶，对模拟汽油中噻吩类硫化物进行穿透吸附实验。其穿透吸附实验操作同实施例1～7，吸附结果见表6。
表6掺入不同含量氧化石墨烯的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
从表6可以看出，Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶随着氧化石墨烯掺入量的增加，对噻吩与苯并噻吩的穿透吸附容量先增后减。在氧化石墨烯掺入量到达2‰时，噻吩与苯并噻吩的穿透吸附容量达到最大，因此优选氧化石墨烯掺入量为1.33‰-2.67‰的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶。
实施例23-29：CuO/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯气凝胶在不同还原温度下还原所得的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对吸附模拟汽油中噻吩类硫化物的影响
选用硅铜摩尔比为50，硅铝摩尔比20，氧化石墨烯掺入量2‰的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂，还原温度分别为100、120、140、160、180、200、220℃，其他条件同实施例2的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶，对模拟汽油中噻吩类硫化物进行穿透吸附实验。其穿透吸附实验操作同实施例1～7，吸附结果见表7。
表7不同Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶的还原温度对吸附模拟汽油中噻吩类硫化物的影响
从表7可以看出，Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶随着还原温度的上升，对噻吩与苯并噻吩的穿透吸附容量随之先增后降。在还原温度为160℃时，噻吩与苯并噻吩的穿透吸附容量达到最大，因此优选还原温度为160～180℃。
实施案例30～34：不同还原时间对Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附模拟汽油中噻吩类硫化物的影响
选用硅铜摩尔比为50，硅铝摩尔比20，氧化石墨烯掺入量2‰的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂，还原时间分别为3h、4h、5h、6h、7h，其他条件同实施例2的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶，对模拟汽油中噻吩类硫化物进行穿透吸附实验。其穿透吸附实验操作同实施例1～7，吸附结果见表8。
表8不同还原时间对吸附模拟汽油中噻吩类硫化物的影响
从表8可以看出，随着还原时间的加长，噻吩与苯并噻吩的穿透吸附容量会先增后减，当还原时间增加到6h时，对噻吩类硫化物的穿透吸附容量变最大，因此优选还原时间为5～6h。
实施案例35～39：不同空速对Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
选用硅铜摩尔比为50，硅铝摩尔比20，氧化石墨烯掺入量2‰的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂。在空速为1h-1、2h-1、4h-1、6h-1、8h-1下，对模拟汽油中噻吩类硫化物进行穿透吸附实验。其穿透吸附实验操作同实施例1～7，吸附结果见表9。
表9不同空速下Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
从表9可以看出，空速的减小，噻吩与苯并噻吩的穿透吸附容量会逐渐增大，当空速减小到5h-1之后，对噻吩类硫化物的穿透吸附容量变化不大，因此优选空速为1～5h-1。
实施案例40～44：不同吸附温度对Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
选用硅铜摩尔比为50，硅铝摩尔比20，氧化石墨烯掺入量2‰的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂。吸附温度分别选为0℃、25℃、40℃、80℃、100℃，对模拟汽油中噻吩类硫化物进行穿透吸附实验。穿透吸附实验操作同实施例1～7，吸附结果见表6。
表10不同吸附温度下Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
从表10可以看出，随着吸附温度的升高，噻吩与苯并噻吩的穿透吸附容量逐渐减小，在80℃之后，噻吩与苯并噻吩的吸附穿透容量较小，表明在此温度下，被Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附的噻吩与苯并噻吩已脱附。因此优先吸附温度为0～40℃。
实施案例45～50：不同硫浓度对Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
选用硅铜摩尔比为50，硅铝摩尔比20，氧化石墨烯掺入量2‰的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂。模拟汽油中的噻吩或苯并噻吩的硫浓度分别为0.1mgS/g、0.5mgS/g、1mgS/g、2mgS/g、5mgS/g、10mgS/g进行穿透吸附实验。穿透吸附操作同实施例1～7，吸附结果见表11。
表11不同硫浓度对Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
从表11可以看出，模拟汽油中噻吩或苯并噻吩硫浓度的增大，Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对噻吩与苯并噻吩穿透吸附容量呈先上升后下降的趋势，因此优选模拟汽油中噻吩或苯并噻吩硫浓度为0.5～5mgS/g。
实施案例51～54：不同再生溶剂对Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的再生吸附性能
选用硅铜摩尔比为50，硅铝摩尔比20，氧化石墨烯掺入量2‰，噻吩的穿透吸附容量和苯并噻吩的穿透吸附容量分别为20.54mgS/g和23.44mgS/g的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂，先用环己烯，乙醚，苯，甲苯对使用后的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶中噻吩类硫化物进行洗脱，然后用正庚烷对Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶中再生溶剂进行洗脱，再对模拟汽油中噻吩类硫化物进行穿透吸附实验。穿透吸附实验操作同实施例1～7，吸附结果见表12。
表12不同再生溶剂对Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对模拟汽油中噻吩类硫化物的吸附性能
从表12可以看出，再生Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶所用的溶剂有环己烯，乙醚，苯，甲苯。当选用苯时，再生后的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶对噻吩与苯并噻吩穿透吸附容量最大。因此优选再生溶剂为苯。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也仅仅于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (10)

1.Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于以Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶为吸附剂，填装入固定床吸附装置，在0~100 ℃温度下，以1~10 h-1的空速通入含有噻吩类硫化物的模拟汽油，经吸附后得到1ppm以下硫浓度的模拟汽油。
2.根据权利要求1所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于所吸附的噻吩类硫化物为噻吩或苯并噻吩。
3. 根据权利要求2所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于模拟汽油中噻吩或苯并噻吩硫浓度为0.1mgS/g~10mgS/g，优选为0.1~5 mgS/g。
4. 根据权利要求1所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于Cu2O/SiO2 - Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶以氧化石墨烯、硅源、铜源和铝源为原料，采用溶胶凝胶—常压干燥法制备得到CuO/SiO2-Al2O3-复合气凝胶，CuO/SiO2-Al2O3-复合气凝胶经氢气还原得Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶。
5.根据权利要求3所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于硅源为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、硅溶胶或水玻璃，铜源为氯化铜或醋酸铜，铝源为硝酸铝和氯化铝；优选硅源为正硅酸乙酯，铜源为醋酸铜，铝源为氯化铝。
6. 根据权利要求3所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于还原温度为100~220 ℃，优选160~180 ℃；还原时间为3~7h，优选5~6h。
7. 根据权利要求1所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于Cu2O/SiO2 - Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂中的硅铝摩尔比为1：1~150: 1，优选为20：1~50: 1；硅铜摩尔比为1：1~100 : 1，优选为50：1~70 : 1。
8.根据权利要求1所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂中，氧化石墨烯的质量百分含量为0.67‰-3.33‰，优选为1.33‰-2.67‰。
9. 根据权利要求1所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于吸附温度为0~40 ℃；通入含有噻吩或苯并噻吩的模拟汽油时空速为1~5 h-1。
10.根据权利要求1所述的Cu2O/SiO2-Al2O3-GO复合气凝胶吸附脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，其特征在于吸附后的Cu2O/SiO2-Al2O3-氧化石墨烯复合气凝胶吸附剂经溶剂洗脱再生，所述溶剂为环己烯、乙醚、苯或者甲苯，优选为苯。
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