二硫化鎢(WS2)是由非金屬硫和過渡金屬鎢一起組成的化合物。擔載型WS2催化劑在石油加工領域一直被用作加氫催化劑,應用于加氫脫硫、加氫脫氮、加氫脫芳、加氫脫氧和加氫脫金屬等反應;非擔載型WS2是一種非常有望應用于懸浮床工藝重質油加氫製備清潔燃料的催化劑。不過,目前生産的二硫化鎢催化劑,不是水溶性的,就是油溶性的,因此難以滿足重質油加氫技術的要求。下面主要介紹的是具有表面雙親性的納米二硫化鎢催化劑的生産。其具體步驟如下:
(1)向去離子水中加入硫代鎢酸鹽,攪拌均勻;(2)向上述混合物中加入還原劑,攪拌均勻;(3)向上述混合物中加入離子液體,攪拌均勻,配置成初始反應混合物;(4)將初始反應混合物轉移至高壓合成釜中,在一定溫度下晶化一定時間;(5)晶化結束後,將反應物冷却至室溫,過濾、去離子水洗滌幷乾燥後就可以得到所需要的産物。
該生産方法的注意事項如下:
1)所述的硫代鎢酸鹽爲二硫代鎢酸鹽和四硫代鎢酸鹽中的一種或兩種,硫代鎢酸鹽的陽離子可以爲Na+、K+、NH4+、Li+、Mg2+等能够與硫代鎢酸根形成可溶性鹽的陽離子的一種或任意二種以上。
2)步驟(1)所述的還原劑爲鹽酸羥胺、水合肼、硼氫化鈉、硼氫化鉀、聚乙烯亞胺的一種或任意二種以上,優選硼氫化鈉和鹽酸羥胺中的一種或二種。
3)步驟(3)所述的離子液體陽離子爲烷基咪唑、烷基吡啶、季銨離 子、季磷離子、胍、嗎啉、膽鹼、苯幷咪唑、苯幷三唑中的一種或任意二種以上,陰離子爲鹵素離子、四氟硼酸根、六氟磷酸根、硝酸根、硫酸根、羧酸根、磷酸根、碳酸根中的一種或任意二種以上。
4)步驟(4)所述初始反應混合物中鎢的濃度爲0.005mol/L,優選0.008-1.6mol/L。
5)步驟(4)所述初始反應混合物中S:W(摩爾比)爲2-4:1,優選2.2-3.8:1;還原劑:W(摩爾比)爲1-4:1,優選1.2-3:1;離子液體:W(摩爾比)爲0.01-25:1,優選0.1-15:1。
6)步驟(4)所述的晶化溫度爲40-200°C;晶化時間爲1-240h。
利用該方法生産的納米WS2具有很好的表面雙親性,在極性、非極性的催化反應體系中均具有極好的分散性和催化活性。