負(fù)載型多金屬氧酸鹽離子液體催化氧化燃油脫硫的研究.pdf

1、燃油中含硫化合物的燃燒會生成SOx，這會形成酸雨，導(dǎo)致環(huán)境污染，使汽車尾氣處理裝置中的重金屬催化劑中毒。因此，深度脫硫成為煉油工業(yè)的重要任務(wù)。目前，工業(yè)上普遍采用的脫硫技術(shù)是加氫脫硫技術(shù)(HDS)，HDS能有效脫除燃油中的硫醇，硫醚和二硫化物，但是對二苯并噻吩(DBT)及其衍生物的脫除效果不是很理想。此外，在HDS過程中操作條件苛刻、花費(fèi)高，在很大程度上限制了HDS的應(yīng)用。一些非加氫脫硫技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其中以氧化脫硫技術(shù)(ODS)的研究最

2、為廣泛。
　　本文以負(fù)載型多金屬氧酸鹽離子液體(POM-IL)為催化劑，30 wt.％的 H2O2為氧化劑構(gòu)建了催化氧化脫硫體系，主要考察了對含DBT模型油的催化脫硫性能。研究內(nèi)容主要包括以下三個(gè)部分：
　　(1)以三步煅燒法合成了類石墨氮化碳(g-C3N4)，并以此為載體負(fù)載 Keggin型POM-IL([(C6H13)3PC14H29]3P12Mo40，C14PPMo)，合成了催化劑C14PPMo/g-C3N4。對合成的

3、催化劑C14PPMo/g-C3N4進(jìn)行了FT-IR，UV-Vis DRS，XRD，N2吸附-脫附，SEM，TEM和XPS表征，結(jié)果表明C14PPMo能夠均勻的分散在g-C3N4表面。對C14PPMo/g-C3N4的催化脫硫活性進(jìn)行考察，發(fā)現(xiàn)C14PPMo/g-C3N4的脫硫活性明顯優(yōu)于C14PPMo，在最佳反應(yīng)條件下可以完全脫除DBT，對4,6-DMDBT的脫除率也達(dá)到了94.8%。并且分別以含DBT和4,6-DMDBT的模型油為研究對

4、象，考察 C14PPMo/g-C3N4為催化劑構(gòu)建的脫硫體系的循環(huán)使用性能，發(fā)現(xiàn)循環(huán)使用六次后，C14PPMo/g-C3N4依然保持較高的催化活性。
　　(2)合成了一系列具有高的催化活性的催化劑 C12PMo/g-C3N4(C12PMo:[C12mim]3PMo12O40)，并將其應(yīng)用于催化氧化脫硫(CODS)的研究。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)C12PMo負(fù)載量為5%的催化劑5%-C12PMo/g-C3N4對H2O2的利用率相對較高，在T

5、=60 oC，n(O)/n(S)=2，t=1 h的反應(yīng)條件下，脫硫率高達(dá)93.7%。當(dāng)n(O)/n(S)=3時(shí)，30 min內(nèi)脫硫率就能夠達(dá)到100%。通過氣相色譜(GC-MS)對DBT的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分析，得出DBT的氧化產(chǎn)物為DBTO2，且是唯一產(chǎn)物。此外，循環(huán)實(shí)驗(yàn)表明 CODS體系在循環(huán)使用9次以后，依然保持高的脫硫活性。所以，C12PMo/g-C3N4在工業(yè)上具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　(3)通過一步水熱處理法制備了負(fù)載型催化

6、劑[PSPy]PMo/GC([PSPy]PMo:[PSPy]3PMo12O40)，其中[PSPy]PMo為活性物質(zhì)，層狀結(jié)構(gòu)的石墨碳(GC)為載體。通過一系列表征手段FT-IR，Raman，XRD，XPS和TEM對催化劑[PSPy]PMo/GC進(jìn)行表征，結(jié)果表明IL已成功固載在GC表面，且水熱浸漬法并沒有破壞催化劑的結(jié)構(gòu)。所制備的催化劑具有較高的催化活性，在不使用萃取劑的情況下，對DBT的脫除率達(dá)到100%。對催化劑進(jìn)行了接觸角測試，發(fā)