固載化雜多酸催化氧化脫硫的研究.pdf

1、面對(duì)越來(lái)越嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題以及全球資源匱乏問(wèn)題,世界各國(guó)對(duì)燃料油中的硫含量都做出了嚴(yán)格的規(guī)定,因此提高油品質(zhì)量與如何提高油品質(zhì)量等問(wèn)題相繼而出。而油品中的噻吩類化合物及其衍生物是油品中硫化物的主要存在形式,這類硫化物很難通過(guò)加氫脫硫去除,并且加氫脫硫又需在高溫高壓下進(jìn)行。這給加氫脫硫帶來(lái)了諸多的限制,因此非加氫脫硫引起了研究者們極大的興趣。其中催化氧化脫硫因其反應(yīng)條件溫和、活性高、設(shè)備簡(jiǎn)單和脫硫成本低等優(yōu)點(diǎn)被視為未來(lái)最有潛力的脫硫方式之一

2、。
　　催化氧化脫硫的重點(diǎn)在于催化劑的選擇上。本文從環(huán)境及脫硫成本等方面著手,選擇目前研究較為廣泛的綠色環(huán)境友好型材料分子篩、雜多酸和離子液體作為制備催化劑的原材料,合成出綠色的、高活性的、可回收再利用的催化劑,尋求達(dá)到深度氧化脫硫的目的。本論文主要研究了以下幾方面內(nèi)容:
　　(1)通過(guò)一步合成法將磷鎢酸(HPW)負(fù)載到介孔分子篩TUD-1上,制備出一系列不同載量的HPW-TUD-1催化劑。應(yīng)用氮吸附/解析等溫線、XRD、F

3、T-IR和ICP-AES等表征手段對(duì)催化劑的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。結(jié)果顯示HPW-TUD-1具有介孔結(jié)構(gòu),并且具有Keggin結(jié)構(gòu)的HPW被固載在TUD-1上。HPW-TUD-1催化劑及回收催化劑的活性測(cè)試是通過(guò)催化氧化二苯并噻吩(DBT)模擬油來(lái)完成的,并對(duì)催化劑的最佳工藝進(jìn)行了探索。結(jié)果顯示,催化劑的最佳條件是:載量20％、O/S摩爾比=8、用量為0.1g/10mL、溫度為60℃。在最佳條件下,DBT的脫除率最高,能夠達(dá)到98.1

4、%,循環(huán)使用三次活性沒(méi)有明顯下降。實(shí)現(xiàn)了深度脫硫及回收再利用的目的。
　　(2)通過(guò)浸漬法將HPW和離子液體[Bmim]HSO4固載在六方介孔結(jié)構(gòu)的載體HMS上,制備出催化劑[Bmim]PW/HMS,同時(shí)對(duì)催化劑的物理結(jié)構(gòu)及物質(zhì)組成進(jìn)行了一系列表征。結(jié)果顯示固載后催化劑仍保留介孔結(jié)構(gòu),并且[Bmim]PW在載體HMS上分散均勻。通過(guò)模擬油的催化氧化脫硫來(lái)評(píng)估催化劑的活性、最佳反應(yīng)條件以及催化劑的回收再利用。結(jié)果顯示該催化劑的最佳反

5、應(yīng)條件是:載量20%、O/S摩爾比=3、催化劑用量=0.06g/10mL、溫度60℃。在最佳條件下,催化劑對(duì)苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(DMDBT)的脫除率分別是79%、98%和88%。催化劑回收三次以后活性降低較快。在不同老化溫度下制備載體Hx(x為老化溫度),得到一系列催化劑[Bmim]PW/Hx用于催化氧化脫硫反應(yīng)體系,并通過(guò)BET對(duì)其物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)催化劑的孔徑隨著老化溫度升高而增