分子篩表面酸性調(diào)變及其對噻吩類含硫化合物吸附的影響.pdf

1、近年來，霧霾等環(huán)境問題越來越突出，引起了公眾的高度重視，為了進(jìn)一步保障能源的清潔利用，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，油品質(zhì)量的升級(jí)顯得愈發(fā)重要。加氫脫硫（HDS）是世界范圍內(nèi)的煉油廠普遍采用的較為成熟的脫硫技術(shù)，但其難以將穩(wěn)定的噻吩類含硫化合物深度脫除，與之相比，吸附脫硫技術(shù)具有脫硫精度高、操作成本低、工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，受到了研究學(xué)者們的廣泛關(guān)注。制備硫容大、選擇性好的吸附劑是吸附脫硫的關(guān)鍵，吸附劑上的孔結(jié)構(gòu)與酸性位對脫硫活性有較大影響。<

2、br>　　基于此，本文選取了孔結(jié)構(gòu)和表面酸性不同的MCM-41、SBA-15和NaY三種分子篩為研究對象，并對其進(jìn)行表面酸改性，通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)測定其對環(huán)己烷、苯、噻吩和四氫噻吩的吸附性能，結(jié)合XRD、ICP、氮吸附、NH3-TPD和 Py-FTIR等表征，探討其結(jié)構(gòu)與酸性位對吸附劑脫硫活性的影響。研究結(jié)果如下：
　?。?）MCM-41吸附劑的比表面及孔體積均大于SBA-15吸附劑，使其對這四種物質(zhì)的吸附量均比SBA-15分子篩的

3、大；NaY分子篩的孔徑與環(huán)己烷、苯、噻吩和四氫噻吩的分子動(dòng)力學(xué)直徑相差不大，且其表面有L酸位和B酸位的存在，使得其對四種吸附質(zhì)的吸附量遠(yuǎn)大于純硅MCM-41和SBA-15分子篩；四種吸附質(zhì)在NaY吸附劑上的飽和吸附量大小順序?yàn)椋亨绶?四氫噻吩>苯>環(huán)己烷，主要通過大π鍵與L酸作用的方式吸附；四種吸附質(zhì)在MCM-41和SBA-15吸附劑上的飽和吸附量大小順序?yàn)椋核臍溧绶?噻吩>苯>環(huán)己烷，主要是通過硫原子上的孤對電子與 B酸位作用的方式吸

4、附。
　?。?）不同濃度的硝酸銨和草酸銨改性NaY分子篩，得到一系列表面酸性不同的NNHY和NCHY吸附劑，其保持了Y型分子篩基本骨架結(jié)構(gòu)且產(chǎn)生了中強(qiáng)的B酸位，吸附劑上中強(qiáng)B酸位的產(chǎn)生是其吸附脫硫性能大大提升的主要原因，且隨中強(qiáng)B酸位的增多，吸附劑對噻吩的吸附量也隨之增大；不同濃度的草酸改性 NaY分子篩，得到相應(yīng)的 CCHY吸附劑，改性過程中不僅沒有產(chǎn)生中強(qiáng)的B酸，還造成吸附劑脫鋁，破壞分子篩結(jié)構(gòu)，使其吸附脫硫性能較差；中強(qiáng)B酸

5、主要與S原子發(fā)生作用，使得NNHY和NCHY吸附劑對噻吩和四氫噻吩的吸附性能大大提升，但對環(huán)己烷和苯的吸附性能沒有較大的改善；吸附劑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對吸附起重要的作用，這使得CCHY吸附劑對環(huán)己烷、苯、噻吩、四氫噻吩的吸附性能均較差。
　?。?）通過鋁化改性將不同量的Al元素引入SBA-15和MCM-41分子篩中，與空白樣品S-B1和M-B1相比，鋁化改性后生成的Al-S-n和Al-M-n吸附劑吸附量大幅提高。吸附劑對噻吩的吸附量隨投