磁性复合材料的制备及其氧化脱硫性能研究

发布时间：2020-07-05 18:04

【摘要】：随着国民经济的快速提升,工业与制造业的迅猛发展使得我们对燃料油的需求在不断增加,燃料油中存在的含硫有机化合物对环境可以造成严重的破坏,因此世界各地对硫含量的控制日趋严格。传统的加氢脱硫技术已经不能达到其在深度脱硫应用中的要求。氧化脱硫技术是近年发展起来生产超低硫燃料的一种方法,它具备反应条件温和及硫化物脱除率高等优点。目前氧化脱硫技术所使用的金属氧化物催化剂都存在不易从油品中分离的问题,使其实际应用受到局限。因此,本文主要围绕磁性复合氧化物的制备及其对模型油氧化脱硫中的应用展开了一系列的研究。1.用钼酸铵为原料,通过沉淀法合成了Fe3O4/MoO3磁性复合催化剂,采用正辛烷为模拟油,过氧化叔丁醇(TBHP)为氧化剂,二苯并噻吩(DBT)为模拟硫化物,考察了磁性复合氧化物对模型油氧化脱硫性能。采用X射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对Fe3O4/MoO3的形貌结构进行表征,用X射线光电子能谱(XPS)对其表面化合态进行分析,通过红外光谱仪对脱硫反应后产物进行了推测,并考察了反应时间、Fe3O4/MoO3的量、反应温度和氧化剂的量对DBT脱硫比率的影响。结果表明,在最佳反应条件,即催化剂、O/S、温度和时间分别为6 mg、4：1、90℃和3 h,Fe3O4/MoO3对模型油的脱硫比率可达99.5%以上。红外谱图显示在1288 cm-1和1166 cm-1处出现了砜的振动吸收峰,在1047 cm-1处出现了亚砜的振动吸收峰,表明DBT被氧化成二苯并噻吩亚砜(DBTO)或二苯并噻吩砜(DBTO2)o在相同催化剂上硫化物的活性顺序为二苯并噻吩苯并噻吩噻吩,多次循环实验发现磁性催化剂具有良好的可重复性。2.采用研磨焙烧法合成了Fe3O4/WO3磁性催化剂,通过XRD和SEM对Fe3O4/WO3的结构进行了分析,并研究了Fe3O4/WO3对DBT的催化脱硫性能。结果表明Fe3O4/WO3催化剂具有较高的催化活性,在WO3的负载量为35%、反反应温度为100 ℃C、催化剂的量为10mg、O/S摩尔比为12：1和反应时间为4.5 h时,DBT的脱硫比率为94.2%。Fe3O4/WO3循环使用六次后,氧化脱除率降低至84.6%。此外,对Fe3O4/MoO3和Fe3O4/WO3两种催化剂的脱硫活性进行了对比分析,结果表明前者对DBT氧化活性更高,催化剂也更稳定。
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE624.9
【图文】：

分流进样,气路系统,毛细管,模型油

（ＧＣ－７８９０）进行检测的，该色谱仪具有氨火焰电离检测器（ＦＩＤ），载气为氮气逡逑和氨气，配备的色谱柱为上海天美科学仪器有限公司生产的高效毛细管色谱柱逡逑ＴＭ－５邋（３０邋ｍ邋Ｘ邋０．３２邋ｍｍ邋ｉ．ｄ．邋Ｘ邋０．５邋＾ｍｉ），图２．１为Ｆｎ的气路系统，具体的分析方逡逑法如下所述。逡逑０邋．逡逑５邋Ｔ逡逑Ｎ２邋０——逦—逦１＾．逦苗邋靖嫌出邋口逡逑Ｗ逦■逦３逡逑＾逦１邋Ｔ逡逑１／９逦＊—＼／逦－分流出口逡逑0—＞！＜］—逦回逦１逦４邋Ａ邋Ｓ逡逑下邋０逦２邋了邋Ｉｆ？逡逑巧气邋0一＾１＞＜］逦ｙ逦逡逑１逦２逡逑图２．１邋ＦＩＤ毛细管分流进样器的气路系统逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｔｈｅ邋ａｉｒ邋ｃｏｕｒｓｅ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｏｆ邋ＦＩＤ邋ｃａｐｉｌｌａｒｙ邋ｓｐｌｉｔ邋ｓｔｒｅａｍ邋ｉｎｊｅｃｔｏｒ逡逑（１．压力控制巧２．流量控制阀３．隔膜清洗控制阀４．柱前压力控制逡逑５．毛细管进样器６．过滤器７．毛细管柱８．ＦＩＤ）逡逑２．３．２．１分析条件逡逑本实验所采用的是内标分析方法对模型油中的硫含量进行检测，内标物为十逡逑四烧。对所有的模型油样品，在１ｍｌ的模型油中加入２阵的十四烧，摇匀并进逡逑行检测，进样量为２叱。不同模型油的检测条件分别如下：逡逑（１）

示意图,模型油,氧化脱硫,示意图

机械揽拌，在一定温度下进行反应（图３．１为反应装置示意图）冷却至室温，用磁铁将催化剂与模型油进行分离，将取出的模分析测定油品中的二苯并喔吩的色谱峰面积，利用标准曲线方中的剩余硫含量，脱硫率可根据下式（３－１）进行计算。逡逑ｒ（0／0）邋＝邋＾ｘｌ００逦（３－１）逡逑５００为模型油的巧始硫含量，单位为ｐｐｍ；邋Ｃ为反应后模型油为ｐｐｍ；邋Ｗ为反应后模型油的脱硫率。逡逑

【参考文献】