CN115138328A - 一种铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂及其制备方法与应用，与氮化硼纳米纤维相比，通过在氮化硼纳米纤维中引入金属铝元素，在脱硫过程中，金属铝元素能与噻吩类硫化物中的硫元素能形成较强的硫‑金属(S‑M)配位作用，从而使得其具有良好的选择性，进而提高了其吸附容量；同时通过将其制成单原子吸附剂，金属铝元素在氮化硼纳米纤维中以单原子的形态存在，极大的提高了铝原子的利用率，进而有效的提高了其吸附脱硫性能，降低了脱硫成本。
Description
技术领域
本发明涉及燃油脱硫技术领域，尤其是涉及一种铝掺杂氮化硼纳米纤维(Al-BN)单原子吸附剂，同时本发明还提供了该吸附剂的其制备方法，以及其在燃油脱硫中的应用。
背景技术
清洁能源问题一直是全世界都在关注的焦点，汽油和柴油作为汽车工业中的主要燃油，被广泛应用于车辆、海船等动力领域。燃油中的硫组分在燃烧时会产生氧硫化物，这不仅会对环境造成严重危害，同时也会对人类的健康带来不利影响。因此，如何降低燃油中的硫含量是一个值得深入研究的问题。
目前，燃油领域普遍使用的脱硫工艺是利用加氢脱硫(HDS)来脱除柴油中的硫化物，该项工艺可以有效脱除燃油中的硫醇和硫醚等含硫化合物，但对于噻吩类硫化物的脱除条件较为苛刻。例如，对于烷基取代的噻吩类硫化物，如二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)，加氢脱硫很难将其有效脱除。并且加氢脱硫的条件苛刻，需要高温高压等条件，从而增加了脱硫难度。所以急需寻找一种脱硫工艺与加氢脱硫相结合从而达到超深度脱硫的目的。目前，国内外已报道的非加氢脱硫方法包括：液相萃取法、吸附脱硫法、氧化脱硫法及生物脱硫法等。
其中吸附脱硫法(ADS)因条件温和、能耗低、脱硫时间短等优点而备受关注。吸附脱硫法是指利用硫化物与吸附剂表面之间的相互作用，使硫化物吸附在固体吸附剂上，可以在温和条件下选择性吸附芳香族硫化物。然后从油品中分离固体吸附剂，从而脱除硫化物。吸附有两种类型：物理吸附与化学吸附。物理吸附基于分子间的弱相互作用，例如范德华相互作用、π-π作用、非键相互作用等。化学吸附是指被吸附物(硫化物)与吸附剂之间形成了化学键，如π络合作用，硫金属(M-S)键等。
近年来，氮化硼纳米纤维(BNNF)因其具有良好的导热性、出色的稳定性、较大的比表面积等优点被应用于吸附脱硫，且吸附脱硫领域表现出良好的吸附性能。但是真实燃油的构成是十分复杂的，其成分主要有烷烃、环烷烃和芳烃等。由于噻吩类硫化物的结构与芳烃类似，导致BNNF在吸附噻吩类物质的过程中也可以吸附芳烃类化合物，从而极大的影响了BNNF的吸附脱硫效率。因而如何在提升BNNF的吸附容量的同时，还能使其具有高选择性，是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可有效解决上述技术问题的铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂，及其制备方法与应用。
为达到本发明之目的，采用如下技术方案：
本发明提供了一种铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：室温下称取一定量的硼酸和三聚氰胺，并将两者混合溶解在去离子水中，而后转移到已经预热的油浴中，连续加热搅拌，得到混合溶液1；
步骤2：取一定量的乙酰丙酮铝分散在去离子水中得到乙酰丙酮铝溶液，在搅拌的条件下将乙酰丙酮铝溶液加入至步骤1所得的混合溶液1中，得到混合溶液2；
步骤3：将混合溶液2搅拌冷却至室温，得到凝胶状前驱体；并将凝胶状前驱体在冰箱中进行冷冻至-20～-25℃，而后进行冷冻干燥得到白色粉末状的Al-BN单原子吸附剂前驱体；
步骤4：室温下，将步骤3制得的白色粉末状Al-BN单原子吸附剂前驱体放入管式炉中的石英管，并在石英管中通入氮气；而后以5-8℃/min的升温速率升温至900-950℃，在900-950℃的氮气氛围下煅烧5-6h，将产物自然冷却至室温，即得到Al-BN单原子吸附剂。
优选的，所述步骤1中，所述硼酸的用量为0.4-0.7g；所述三聚氰胺的用量为5-9g；所述去离子水的用量为30-50mL。
优选的，所述步骤1中，油浴的温度为60-90℃；连续加热搅拌的时长为25-45min。
优选的，所述步骤2中，所述去离子水的用量为4-6mL；所述乙酰丙酮铝的用量为：6-24mg。
优选的，所述步骤4中，氮气的通入速率为180-320mL/min；通入时长为1.5-3.5h。
此外，本发明还提供了一种采用如上述所述的方法制备的铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂；该吸附剂能够用于燃油脱硫。
具体的，采用所述铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂进行燃油脱硫的步骤如下：将Al-BN单原子吸附剂与油品混合，在室温下进行吸附脱硫120-200min，分离出上层油品，即为脱硫后油品。
优选的，上述燃油脱硫的步骤中，所述Al-BN单原子吸附剂与油品的用量比例为0.05g:20mL。
优选的，上述燃油脱硫的步骤中，所述油品中含有脂肪族硫化物或芳香族硫化物。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂，与氮化硼纳米纤维相比，通过在氮化硼纳米纤维中引入金属铝元素，在脱硫过程中，金属铝元素能与噻吩类硫化物中的硫元素能形成较强的硫-金属(S-M)配位作用，从而使得其具有良好的选择性，进而提高了其吸附容量；同时通过将其制成单原子吸附剂，金属铝元素在氮化硼纳米纤维中以单原子的形态存在，极大的提高了铝原子的利用率，进而有效的提高了其吸附脱硫性能，降低了脱硫成本。
2、本发明的铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂，其在脱硫过程中，反应条件温和，不需要加压设备，操作简单，节能环保；同时脱硫结束后，易于从油相中分离出来，简单方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明提供的一种铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂的红外光谱图；
图2为本发明提供的一种铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂的紫外光谱图；
图3为本发明提供的一种铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂的X射线衍射谱图；
图4为本发明提供的一种铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂的扫描电镜图和能谱图；
图5为本发明提供的一种铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂的BET谱图；
图6为本发明提供的一种铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂的合成样品图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。
本发明提供了一种铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：室温下准确称取0.4-0.7g的硼酸和5-9g的三聚氰胺，并将两者混合溶解在30-50mL的去离子水中，而后转移到已经预热的60-90℃的油浴中，转速设置为500rpm，连续加热搅拌25-45min，得到混合溶液1；
步骤:2：取6-24mg的乙酰丙酮铝分散在4-6mL的去离子水中得到乙酰丙酮铝溶液，在搅拌的条件下将乙酰丙酮铝溶液加入至步骤1所得的混合溶液1中，得到混合溶液2；
步骤3：将混合溶液2搅拌冷却至室温，得到凝胶状前驱体；并将凝胶状前驱体在冰箱中进行冷冻至-20～-25℃，而后进行冷冻干燥得到白色粉末状的Al-BN单原子吸附剂前驱体；
步骤4：室温下，将步骤3制得的白色粉末状Al-BN单原子吸附剂前驱体放入管式炉中的石英管，以180-320mL/min的速率在石英管中通入氮气，通入时长为1.5-3.5h；而后以5-8℃/min的升温速率升温至900-950℃，在900-950℃的氮气氛围下煅烧5-6h，将产物自然冷却至室温，即得到Al-BN单原子吸附剂，如图6所示，Al-BN单原子吸附剂为白色粉末状。
对本发明的Al-BN单原子吸附剂的结构进行分析，结果如图1至图5所示：
图1中展示了Al-BN单原子吸附剂的红外光谱图，从图中可以看出在798cm-1处有一个较小的吸附峰，对应为B-N-B弯曲振动；在1400cm-1处有一个宽峰，对应B-N伸缩振动，表明Al-BN单原子吸附剂的成功合成。
图2中展示了Al-BN单原子吸附剂的紫外光谱图，从图中可以看出Al-BN单原子吸附剂由于Al原子的成功掺杂，较BNNF在300至400nm-1处多出了两个吸收峰，从而表明Al元素的成功引入。
图3中展示了Al-BN单原子吸附剂的X射线衍射谱图，从图中可以看出BNNF的两个宽特征峰24.10–25.27°对应(002)晶面、42.29–43.02°对应(100)晶面，表明Al-BN单原子吸附剂的成功合成。
图4中展示了Al-BN单原子吸附剂的扫描电镜图，从图中可以看出Al-BN单原子吸附剂的形貌呈纤维状，其中B、N、Al元素均匀分在Al-BN单原子吸附剂上，表明Al元素的成功引入和Al-BN单原子吸附剂的成功合成。
图5中展示了Al-BN单原子吸附剂的BET谱图，从图中可以看出由于Al原子的成功掺杂，Al-BN单原子吸附剂较BNNF的比表面积出现了明显降低，表明Al元素的成功引入。
经研究发现，本发明的铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂可以用于燃油脱硫。
具体的，采用所述铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂进行燃油脱硫的步骤如下：将Al-BN单原子吸附剂与油品混合，在室温下进行吸附脱硫120-200min，分离出上层油品，即为脱硫后油品。其中，所述Al-BN单原子吸附剂与油品的用量比例为0.05g:20mL；所述油品中含有脂肪族硫化物或芳香族硫化物。
实施例1
制备Al-BN单原子吸附剂：
步骤1：室温下准确称取0.523g的硼酸和6.815g的三聚氰胺，并将两者混合溶解在40mL的去离子水中，而后转移到已经预热的75℃的油浴中，转速设置为500rpm，连续加热搅拌25min，得到混合溶液1；
步骤:2：取6mg的乙酰丙酮铝分散在5mL的去离子水中得到乙酰丙酮铝溶液，在搅拌的条件下将乙酰丙酮铝溶液加入至步骤1所得的混合溶液1中，得到混合溶液2；
步骤3：将混合溶液2搅拌冷却至室温，得到凝胶状前驱体；并将凝胶状前驱体在冰箱中进行冷冻至-20℃，而后进行冷冻干燥得到白色粉末状的Al-BN单原子吸附剂前驱体；
步骤4：室温下，将步骤3制得的白色粉末状Al-BN单原子吸附剂前驱体放入管式炉中的石英管，以200mL/min的速率在石英管中通入氮气(纯度>99.99％)，通入时长为2h；而后以5℃/min的升温速率升温至900℃，在900℃的氮气氛围下煅烧4h，将产物自然冷却至室温，即得到Al-BN单原子吸附剂。
制备BNNF吸附剂：
步骤1：室温下准确称取0.523g的硼酸和6.815g的三聚氰胺，并将两者混合溶解在40mL的去离子水中，而后转移到已经预热的75℃的油浴中，转速设置为500rpm，连续加热搅拌25min，得到混合溶液1；
步骤2：将混合溶液1搅拌冷却至室温，得到凝胶状前驱体；并将凝胶状前驱体在冰箱中进行冷冻至-20℃，而后进行冷冻干燥得到白色粉末状的制备BNNF吸附剂前驱体；
步骤3：室温下，将步骤2制得的白色粉末状制备BNNF吸附剂前驱体放入管式炉中的石英管，以200mL/min的速率在石英管中通入氮气(纯度>99.99％)，通入时长为2h；而后以5℃/min的升温速率升温至900℃，在900℃的氮气氛围下煅烧4h，将产物自然冷却至室温，即得到BNNF吸附剂。
模型油品制备：
将二苯并噻吩(DBT)溶解在十氢萘烷中得到DBT模型油，DBT模型油中硫含量为500ppm。
吸附脱硫：
向两个反应容器套瓶中分别加入20mL DBT模型油(油品的含硫量是500ppm)，接着加入0.05g上述制备的BNNF吸附剂，在25℃下以800rpm磁力搅拌180min，分离出上层油相，采用GC-FID(内标法)检测上层油相中DBT的含量，通过计算得出Al-BN单原子吸附剂对DBT的吸附容量为36.4mg S/g、BNNF吸附剂对DBT的吸附容量为23.2mg S/g。
实施例2
制备Al-BN单原子吸附剂：
步骤1：室温下准确称取0.684g的硼酸和8.356g的三聚氰胺，并将两者混合溶解在50mL的去离子水中，而后转移到已经预热的85℃的油浴中，转速设置为500rpm，连续加热搅拌40min，得到混合溶液1；
步骤:2：取9mg的乙酰丙酮铝分散在5mL的去离子水中得到乙酰丙酮铝溶液，在搅拌的条件下将乙酰丙酮铝溶液加入至步骤1所得的混合溶液1中，得到混合溶液2；
步骤3：将混合溶液2搅拌冷却至室温，得到凝胶状前驱体；并将凝胶状前驱体在冰箱中进行冷冻至-20℃，而后进行冷冻干燥得到白色粉末状的Al-BN单原子吸附剂前驱体；
步骤4：室温下，将步骤3制得的白色粉末状Al-BN单原子吸附剂前驱体放入管式炉中的石英管，以200mL/min的速率在石英管中通入氮气(纯度>99.99％)，通入时长为2h；而后以5℃/min的升温速率升温至900℃，在900℃的氮气氛围下煅烧4h，将产物自然冷却至室温，即得到Al-BN单原子吸附剂。
制备BNNF吸附剂：
步骤1：步骤1：室温下准确称取0.684g的硼酸和8.356g的三聚氰胺，并将两者混合溶解在50mL的去离子水中，而后转移到已经预热的85℃的油浴中，转速设置为500rpm，连续加热搅拌40min，得到混合溶液1；
步骤2：将混合溶液1搅拌冷却至室温，得到凝胶状前驱体；并将凝胶状前驱体在冰箱中进行冷冻至-20℃，而后进行冷冻干燥得到白色粉末状的制备BNNF吸附剂前驱体；
步骤3：室温下，将步骤2制得的白色粉末状制备BNNF吸附剂前驱体放入管式炉中的石英管，以200mL/min的速率在石英管中通入氮气(纯度>99.99％)，通入时长为2h；而后以5℃/min的升温速率升温至900℃，在900℃的氮气氛围下煅烧4h，将产物自然冷却至室温，即得到BNNF吸附剂。
模型油品制备：
将二苯并噻吩(DBT)溶解在十氢萘烷中得到DBT模型油，DBT模型油中硫含量为500ppm。
吸附脱硫：
向两个反应容器套瓶中分别加入20mL DBT模型油(油品的含硫量是500ppm)，接着分别加入0.05g上述制备的Al-BN单原子吸附剂、BNNF吸附剂，在25℃下以800rpm磁力搅拌180min，分离出上层油相，采用GC-FID(内标法)检测上层油相中DBT的含量，通过计算Al-BN-0.75单原子吸附剂对DBT的吸附容量为41.3mg S/g、BNNF吸附剂对DBT的吸附容量为23.7mg S/g。
实施例3
制备Al-BN单原子吸附剂：
步骤1：室温下准确称取0.618g的硼酸和7.562g的三聚氰胺，并将两者混合溶解在45mL的去离子水中，而后转移到已经预热的80℃的油浴中，转速设置为500rpm，连续加热搅拌30min，得到混合溶液1；
步骤:2：取12mg的乙酰丙酮铝分散在5mL的去离子水中得到乙酰丙酮铝溶液，在搅拌的条件下将乙酰丙酮铝溶液加入至步骤1所得的混合溶液1中，得到混合溶液2；
步骤3：将混合溶液2搅拌冷却至室温，得到凝胶状前驱体；并将凝胶状前驱体在冰箱中进行冷冻至-20℃，而后进行冷冻干燥得到白色粉末状的Al-BN单原子吸附剂前驱体；
步骤4：室温下，将步骤3制得的白色粉末状Al-BN-1.0单原子吸附剂前驱体放入管式炉中的石英管，以200mL/min的速率在石英管中通入氮气(纯度>99.99％)，通入时长为2h；而后以5℃/min的升温速率升温至900℃，在900℃的氮气氛围下煅烧4h，将产物自然冷却至室温，即得到Al-BN单原子吸附剂。
制备BNNF吸附剂：
步骤1：室温下准确称取0.618g的硼酸和7.562g的三聚氰胺，并将两者混合溶解在45mL的去离子水中，而后转移到已经预热的80℃的油浴中，转速设置为500rpm，连续加热搅拌30min，得到混合溶液1；
步骤2：将混合溶液1搅拌冷却至室温，得到凝胶状前驱体；并将凝胶状前驱体在冰箱中进行冷冻至-20℃，而后进行冷冻干燥得到白色粉末状的制备BNNF吸附剂前驱体；
步骤3：室温下，将步骤2制得的白色粉末状制备BNNF吸附剂前驱体放入管式炉中的石英管，以200mL/min的速率在石英管中通入氮气(纯度>99.99％)，通入时长为2h；而后以5℃/min的升温速率升温至900℃，在900℃的氮气氛围下煅烧4h，将产物自然冷却至室温，即得到BNNF吸附剂。
模型油品制备：
将二苯并噻吩(DBT)溶解在十氢萘烷中得到DBT模型油，DBT模型油中硫含量为500ppm。
吸附脱硫：
向两个反应容器套瓶中分别加入20mL DBT模型油(油品的含硫量是500ppm)，接着分别加入0.05g上述制备的Al-BN单原子吸附剂、BNNF吸附剂，在25℃下以800rpm磁力搅拌180min，分离出上层油相，采用GC-FID(内标法)检测上层油相中DBT的含量，通过计算Al-BN单原子吸附剂对DBT的吸附容量为45.9mg S/g、BNNF吸附剂对DBT的吸附容量为23.1mg S/g。
实施例4
制备Al-BN单原子吸附剂：
步骤1：室温下准确称取0.618g的硼酸和7.562g的三聚氰胺，并将两者混合溶解在45mL的去离子水中，而后转移到已经预热的80℃的油浴中，转速设置为500rpm，连续加热搅拌30min，得到混合溶液1；
步骤:2：取18mg的乙酰丙酮铝分散在5mL的去离子水中得到乙酰丙酮铝溶液，在搅拌的条件下将乙酰丙酮铝溶液加入至步骤1所得的混合溶液1中，得到混合溶液2；
步骤3：将混合溶液2搅拌冷却至室温，得到凝胶状前驱体；并将凝胶状前驱体在冰箱中进行冷冻至-20℃，而后进行冷冻干燥得到白色粉末状的Al-BN单原子吸附剂前驱体；
步骤4：室温下，将步骤3制得的白色粉末状Al-BN单原子吸附剂前驱体放入管式炉中的石英管，以200mL/min的速率在石英管中通入氮气(纯度>99.99％)，通入时长为2h；而后以5℃/min的升温速率升温至900℃，在900℃的氮气氛围下煅烧4h，将产物自然冷却至室温，即得到Al-BN单原子吸附剂。
制备BNNF吸附剂：
步骤1：室温下准确称取0.618g的硼酸和7.562g的三聚氰胺，并将两者混合溶解在45mL的去离子水中，而后转移到已经预热的80℃的油浴中，转速设置为500rpm，连续加热搅拌30min，得到混合溶液1；
步骤2：将混合溶液1搅拌冷却至室温，得到凝胶状前驱体；并将凝胶状前驱体在冰箱中进行冷冻至-20℃，而后进行冷冻干燥得到白色粉末状的制备BNNF吸附剂前驱体；
步骤3：室温下，将步骤2制得的白色粉末状制备BNNF吸附剂前驱体放入管式炉中的石英管，以200mL/min的速率在石英管中通入氮气(纯度>99.99％)，通入时长为2h；而后以5℃/min的升温速率升温至900℃，在900℃的氮气氛围下煅烧4h，将产物自然冷却至室温，即得到BNNF吸附剂。
模型油品制备：
将二苯并噻吩(DBT)溶解在十氢萘烷中得到DBT模型油，DBT模型油中硫含量为500ppm。
吸附脱硫：
向两个反应容器套瓶中分别加入20mL DBT模型油(油品的含硫量是500ppm)，接着分别加入0.05g上述制备的Al-BN单原子吸附剂、BNNF吸附剂，在25℃下以800rpm磁力搅拌180min，分离出上层油相，采用GC-FID(内标法)检测上层油相中DBT的含量，通过计算Al-BN单原子吸附剂对DBT的吸附容量为33.5mg S/g、BNNF吸附剂对DBT的吸附容量为24.0mg S/g。
实施例5
制备Al-BN单原子吸附剂：
步骤1：室温下准确称取0.618g的硼酸和7.562g的三聚氰胺，并将两者混合溶解在45mL的去离子水中，而后转移到已经预热的80℃的油浴中，转速设置为500rpm，连续加热搅拌30min，得到混合溶液1；
步骤:2：取24mg的乙酰丙酮铝分散在5mL的去离子水中得到乙酰丙酮铝溶液，在搅拌的条件下将乙酰丙酮铝溶液加入至步骤1所得的混合溶液1中，得到混合溶液2；
步骤3：将混合溶液2搅拌冷却至室温，得到凝胶状前驱体；并将凝胶状前驱体在冰箱中进行冷冻至-20℃，而后进行冷冻干燥得到白色粉末状的Al-BN单原子吸附剂前驱体；
步骤4：室温下，将步骤3制得的白色粉末状Al-BN单原子吸附剂前驱体放入管式炉中的石英管，以200mL/min的速率在石英管中通入氮气(纯度>99.99％)，通入时长为2h；而后以5℃/min的升温速率升温至900℃，在900℃的氮气氛围下煅烧4h，将产物自然冷却至室温，即得到Al-BN单原子吸附剂。
制备BNNF吸附剂：
步骤1：室温下准确称取0.618g的硼酸和7.562g的三聚氰胺，并将两者混合溶解在45mL的去离子水中，而后转移到已经预热的80℃的油浴中，转速设置为500rpm，连续加热搅拌30min，得到混合溶液1；
步骤2：将混合溶液1搅拌冷却至室温，得到凝胶状前驱体；并将凝胶状前驱体在冰箱中进行冷冻至-20℃，而后进行冷冻干燥得到白色粉末状的制备BNNF吸附剂前驱体；
步骤3：室温下，将步骤2制得的白色粉末状制备BNNF吸附剂前驱体放入管式炉中的石英管，以200mL/min的速率在石英管中通入氮气(纯度>99.99％)，通入时长为2h；而后以5℃/min的升温速率升温至900℃，在900℃的氮气氛围下煅烧4h，将产物自然冷却至室温，即得到BNNF吸附剂。
模型油品制备：
将二苯并噻吩(DBT)溶解在十氢萘烷中得到DBT模型油，DBT模型油中硫含量为500ppm。
吸附脱硫：
向两个反应容器套瓶中分别加入20mL DBT模型油(油品的含硫量是500ppm)，接着分别加入0.05g上述制备的Al-BN单原子吸附剂、BNNF吸附剂，在25℃下以800rpm磁力搅拌180min，分离出上层油相，采用GC-FID(内标法)检测上层油相中DBT的含量，通过计算Al-BN单原子吸附剂对DBT的吸附容量为31.9mg S/g、BNNF吸附剂对DBT的吸附容量为23.7mg S/g。
上述实施例1至实施例5中，吸附容量的计算公式如下：
通过上述实施例1-6的数据可知，本发明的Al-BN单原子吸附剂与BNNF吸附剂相比，具有更高的吸附容量，脱硫效果更好。
所述对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
Claims (10)
1.一种铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：室温下称取一定量的硼酸和三聚氰胺，并将两者混合溶解在去离子水中，而后转移到已经预热的油浴中，连续加热搅拌，得到混合溶液1；
步骤:2：取一定量的乙酰丙酮铝分散在去离子水中得到乙酰丙酮铝溶液，在搅拌的条件下将乙酰丙酮铝溶液加入至步骤1所得的混合溶液1中，得到混合溶液2；
步骤3：将混合溶液2搅拌冷却至室温，得到凝胶状前驱体；并将凝胶状前驱体在冰箱中进行冷冻至-20～-25℃，而后进行冷冻干燥得到白色粉末状的Al-BN单原子吸附剂前驱体；
步骤4：室温下，将步骤3制得的白色粉末状Al-BN单原子吸附剂前驱体放入管式炉中的石英管，并在石英管中通入氮气；而后以5-8℃/min的升温速率升温至900-950℃，在900-950℃的氮气氛围下煅烧5-6h，将产物自然冷却至室温，即得到Al-BN单原子吸附剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1中，所述硼酸的用量为0.4-0.7g；所述三聚氰胺的用量为5-9g；所述去离子水的用量为30-50mL。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1中，油浴的温度为60-90℃；连续加热搅拌的时长为25-45min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2中，所述去离子水的用量为4-6mL；所述乙酰丙酮铝的用量为：6-24mg。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4中，氮气的通入速率为180-320mL/min；通入时长为1.5-3.5h。
6.一种采用如权利要求1-5任意一项所述的方法制备的铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂。
7.如权利要求6所述铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂在燃油脱硫中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：采用所述铝掺杂氮化硼纳米纤维单原子吸附剂进行燃油脱硫的步骤如下：将Al-BN单原子吸附剂与油品混合，在室温下进行吸附脱硫120-200min，分离出上层油品，即为脱硫后油品。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：上述燃油脱硫的步骤中，所述Al-BN单原子吸附剂与油品的用量比例为0.05g:20mL。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：上述燃油脱硫的步骤中，所述油品中含有脂肪族硫化物或芳香族硫化物。
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