基于MOF-74(Ni)吸附劑的制備、表征及吸附脫硫性能的研究.pdf

1、燃料油中存在的含硫化合物在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生硫氧化合物，這些硫氧化合物不僅會(huì)影響人類的健康，而且也會(huì)破壞整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的平衡。在現(xiàn)有的脫硫技術(shù)中吸附脫硫技術(shù)具有不消耗氫氣、在室溫下即可進(jìn)行、操作方便、能耗低、對(duì)環(huán)境友好和無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，并且對(duì)噻吩類含硫化合物等含硫組分具有很好的脫除能力，也不存在其他脫硫技術(shù)中辛烷值降低，油品質(zhì)量下降的缺點(diǎn)，因此吸附脫硫技術(shù)是目前最有潛力的一個(gè)燃料油脫硫技術(shù)。
　　本文將具有三維骨架結(jié)構(gòu)、較大比表面積和豐富的

2、不飽和金屬活性位點(diǎn)的MOF-74(Ni)負(fù)載在具有介孔孔道的毫米級(jí)的γ-Al2O3載體上，得到MOF-74(Ni)@γ-Al2O3復(fù)合材料用于模擬油和FCC實(shí)際汽油中含硫化合物的吸附脫硫性能研究;為了提高M(jìn)OF-74(Ni)對(duì)含硫化合物的深度和選擇性吸附脫硫性能，本文將銀納米顆粒負(fù)載在MOF-74(Ni)內(nèi)得到AgNPs@MOF-74(Ni)復(fù)合材料并研究其對(duì)模擬油和FCC實(shí)際油中含硫化合物的吸附脫硫性能。本論文的主要工作如下:

3、　　(1)通過(guò)一步溶劑熱法將MOF-74(Ni)負(fù)載到具有介孔孔道的毫米級(jí)球型γ-Al2O3載體上，制備得到具有多級(jí)孔道結(jié)構(gòu)的MOF-74(Ni)@γ-Al2O3復(fù)合材料，并對(duì)所合成的MOF-74(Ni)@γ-Al2O3復(fù)合材料進(jìn)行了紅外、粉末XRD、SEM、HRTEM、BET表征。該復(fù)合材料作為吸附劑在高硫濃度下(硫含量為250 ppmwS、500 ppmwS、1000ppmwS)對(duì)四種含硫化合物的吸附脫硫量順序?yàn)镈BT≈BT＞4，6

4、-DMDBT＞3-MT，其中在含有1000 ppmwS DBT的模擬油中，MOF-74(Ni)@γ-Al2O3復(fù)合材料的吸附脫硫量為67.46 mg S g-1 MOF。此外，本文還考察了MOF-74(Ni)@γ-Al2O3復(fù)合材料的深度吸附脫硫性能，該復(fù)合材料能將含有35 ppmwS的DBT和BT的模擬油分別降低到2.30和4.28 ppmwS。在選擇性吸附脫硫中，MOF-74(Ni)@γ-Al2O3復(fù)合材料吸附DBT對(duì)萘的選擇性因子

5、為5.98，與所報(bào)道的吸附劑相比，此復(fù)合材料具有更優(yōu)異的吸附選擇性。此外，本文還進(jìn)一步考察了MOF-74(Ni)@γ-Al2O3復(fù)合材料對(duì)FCC實(shí)際汽油的吸附脫硫性能，其吸附脫硫量可達(dá)44.2 mg S·g-1 MOF(初始硫含量為689.2 ppmwS)。該復(fù)合材料重復(fù)使用五次之后其結(jié)構(gòu)完好且仍能保持優(yōu)異的吸附脫硫性能。
　　(2)通過(guò)一步法將納米銀(AgNPs)負(fù)載在MOF-74(Ni)上，得到AgNPs@MOF-74(Ni)

6、復(fù)合材料。通過(guò)紅外、粉末XRD、SEM、TEM、XPS和元素分析等方法對(duì)所合成的AgNPs@MOF-74(Ni)復(fù)合材料進(jìn)行表征。將復(fù)合材料作為吸附劑用于脫除模擬油中的芳香類含硫化合物，發(fā)現(xiàn)其具有比MOF-74(Ni)更高的吸附脫硫量，對(duì)三種含硫化合物的吸附脫硫量順序?yàn)镈BT≈BT＞3-MT。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明1.23％AgNPs@MOF-74(Ni)復(fù)合材料對(duì)1000 ppmwS的DBT的吸附脫硫量可高達(dá)65.04 mg S·g-1吸附劑(

7、mg S·g-1 A)，與MOF-74(Ni)(58.20mg S·g-1 A)相比，其吸附脫硫量提高了11.75％。此外，本文還考察了該吸附劑的深度和選擇性吸附脫硫性能，結(jié)果表明該吸附劑對(duì)初始硫含量為35 ppmwS的DBT的脫除率由MOF-74(Ni)的85.05％提高到了94.26％;1.23％AgNPs@MOF-74(Ni)復(fù)合材料吸附DBT對(duì)萘的選擇性因子為7.13;并且1.23％AgNPs@MOF-74(Ni)復(fù)合材料重復(fù)使