多酸固载型催化剂的制备及其氧化脱硫性能的研究
发布时间：2021-12-08 23:39
近年来,随着社会的高速进步和经济的快速发展,机动车辆的使用频率越来越高,大气环境污染也变得严重,如城市的雾霾,这与燃烧含有大量硫、氮化合物的燃油产生的硫、氮氧化物和固体颗粒物关系甚大。因此,降低燃油中硫化物的含量变成了人类急需解决的问题。在目前的燃油脱硫手段中,氧化脱硫因为操作和反应条件不严苛、成本低以及对杂环类的硫化物去除效率高而备受国内外研究者们的关注。氧化脱硫反应的重点就是开发出催化活性高效的催化剂,由于杂多酸具有独特的布朗斯特酸性、优异的氧化还原性、性能可调节性以及独特的反应场等精良特性常用于氧化脱硫方法中。然而由于杂多酸本身比表面积低、易溶于水和有机溶剂致使难以回收等缺点,所以设计开发可以提高杂多酸催化活性和易回收的新型杂多酸催化剂成为氧化脱硫技术的热点。本论文设计合成了铈掺杂分子筛MCM-41和磁性MOF作为多孔载体对杂多酸进行固定的两个系列固载型多酸催化剂,并且用于模拟燃油氧化脱硫反应的研究中。首先,通过酸化-萃取法制备了五种Keggin型磷钨钒杂多酸H3+XPW12-XVXO40?y...
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二苯并噻吩的氧化脱硫反应
第一章绪论9是杂多酸研究过程中的一座里程碑。另外，1：6型的Anderson结构和2：18型的Dawson结构分别于1937年和1953年由美国科学家Anderson和Dawson分别提出其结构。其他结构的杂多酸相继问世，具体结构类型、组成以及示意图如表1.4所示。Keggin结构型杂多酸由于结构最为稳定、制备步骤简单以及非凡的催化活性使其被广大研究者关注。Keggin杂多酸的结构通式是：XM12O40，其中X代表中心杂原子，M代表多原子。在本结构中，中心杂原子与四个氧原子结合成四面体即XO4；每个八面体MO6是由一个多原子与六个氧原子形成，且这样的三个八面体为以共边相连形成一组三金属簇M3O10；共有四组三金属簇，每组之间以及与中心PO4以共角的方式相连接；其中的氧原子可分为四种：中心四面体氧Oa；不同组三金属簇共角桥氧Ob；同组三金属簇共边桥氧Oc；八面体MO6中的非共用端氧Od。图1.2Keggin杂多酸的结构示意图Fig.1.2TheschematicdiagramofKegginPOMs
第一章绪论13附、离子交换等领域[73-75]。图1.3M41S分子筛家族（a）MCM-41、（b）MCM-48和（c）MCM-50孔结构示意图[69]Fig.1.3Theschematicdiagramof(a)MCM-41,(b)MCM-48and(c)MCM-50ofM41Sfamily1.4.2分子筛MCM-41在氧化脱硫反应中的应用进展MCM-41由于高的比表面积、大的孔容孔径以及好的稳定性被广泛应用于氧化脱硫反应中。D.Xie等[76]人报道了[C18H37N(CH3)3]4[H2SeIV3W6O34]杂多酸负载于氨基功能化的MCM-41制得脱硫催化剂，H2O2作为氧化剂，对硫浓度为500ppm的模拟燃油进行氧化脱硫测试，当反应温度为65℃、氧化剂和催化剂用量分别为DBT物质的量的6倍和0.015倍以及反应时间为120min后对DBT的脱硫率达到98.7%，并且连续循环5次还能达到85%以上。P.Sikarwar等[77]人通过初湿含浸法将三氧化钼负载到MCM-41孔道中制备得到催化剂Mo/MCM-41，TBHP作为氧化剂，对硫浓度为600mg/L的模拟燃油进行氧化脱硫测试，当催化剂负载量为10wt%，催化剂用量6g/L，氧化剂用量为理论值，反应温度60℃以及反应时间为3h之后对燃油的脱硫率达到94%，并且可以连续循环使用4次。A.Teimouri等[78]人通过浸渍法将三氧化钼和五氧化二钒负载于MCM-41制备得到固载型双金属氧化物催化剂MoO3/V2O5/MCM-41，氧化剂为H2O2，对模拟燃油的脱硫率达到99.06%。P.Polikarpova等[79]人通过浸渍法合成了过渡金属（Mo、W、V）修饰MCM-41，得到三种固载型催化剂：Mo-MCM-41、W-MCM-41和V-MCM-41，氧化剂H2O2，对硫浓度为730ppm的模拟燃油脱硫测试，发现W-MCM-41的催化性能最佳。接着采用催化剂W40-MCM-41（40指MCM-41和金属W的摩尔比）在反应温度为60℃、H2O2与S的摩尔比为4以及反应时间为2h后对模拟燃油中DBT的脱硫率达到100%，然而
【参考文献】：
期刊论文
[1]深共融溶剂在燃油脱除有机硫化物中的应用[J]. 崔颖娜,包明,李长平. 化工进展. 2019(03)
[2]生物脱硫在沼气净化中的研究进展[J]. 杨森林,许云,赵晓辉,钟林涛,李彦汝. 环境卫生工程. 2019(01)
[3]关于汽车保有量发展的碎片思考[J]. 朱盛镭. 上海汽车. 2018(12)
[4]石油炼制中的加氢技术问题探析[J]. 李小辉. 中国石油和化工标准与质量. 2018(23)
[5]浅析中国的酸雨分布现状及其成因[J]. 蔡朋程. 科技资讯. 2018(15)
[6]12-Tungstophosphoric acid niched in Zr-based metal-organic framework:a stable and efficient catalyst for Friedel-Crafts acylation[J]. Latif Ullah,Guoying Zhao,Zichen Xu,Hongyan He,Muhammad Usman,Suojiang Zhang. Science China（Chemistry）. 2018(04)
[7]全国奔“国五”[J]. 王兰. 汽车观察. 2017(01)
[8]脱除油品中噻吩类硫化物的研究进展[J]. 赵阳,张君涛,申智兵,默云娟,陈英敦. 当代化工. 2015(12)
[9]2017年底前全国供应国五标准汽柴油[J]. 石油化工腐蚀与防护. 2013(05)
[10]FCC汽油加氢脱硫工艺技术研究进展[J]. 高道伟,段爱军,赵震,邓云川. 石油与天然气化工. 2013(03)
硕士论文
[1]Py/MOF吸附剂制备及其脱硫性能研究[D]. 李晓娟.东北石油大学 2018
[2]基于低共熔溶剂的新型吸附剂合成及其在吸附脱硫中的应用[D]. 朱思文.江苏大学 2017
[3]新型萃取/氧化型离子液体的合成及其在燃油脱硫中的应用研究[D]. 谢盼辉.青岛科技大学 2016
本文编号：3529468
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二苯并噻吩的氧化脱硫反应
第一章绪论9是杂多酸研究过程中的一座里程碑。另外，1：6型的Anderson结构和2：18型的Dawson结构分别于1937年和1953年由美国科学家Anderson和Dawson分别提出其结构。其他结构的杂多酸相继问世，具体结构类型、组成以及示意图如表1.4所示。Keggin结构型杂多酸由于结构最为稳定、制备步骤简单以及非凡的催化活性使其被广大研究者关注。Keggin杂多酸的结构通式是：XM12O40，其中X代表中心杂原子，M代表多原子。在本结构中，中心杂原子与四个氧原子结合成四面体即XO4；每个八面体MO6是由一个多原子与六个氧原子形成，且这样的三个八面体为以共边相连形成一组三金属簇M3O10；共有四组三金属簇，每组之间以及与中心PO4以共角的方式相连接；其中的氧原子可分为四种：中心四面体氧Oa；不同组三金属簇共角桥氧Ob；同组三金属簇共边桥氧Oc；八面体MO6中的非共用端氧Od。图1.2Keggin杂多酸的结构示意图Fig.1.2TheschematicdiagramofKegginPOMs
第一章绪论13附、离子交换等领域[73-75]。图1.3M41S分子筛家族（a）MCM-41、（b）MCM-48和（c）MCM-50孔结构示意图[69]Fig.1.3Theschematicdiagramof(a)MCM-41,(b)MCM-48and(c)MCM-50ofM41Sfamily1.4.2分子筛MCM-41在氧化脱硫反应中的应用进展MCM-41由于高的比表面积、大的孔容孔径以及好的稳定性被广泛应用于氧化脱硫反应中。D.Xie等[76]人报道了[C18H37N(CH3)3]4[H2SeIV3W6O34]杂多酸负载于氨基功能化的MCM-41制得脱硫催化剂，H2O2作为氧化剂，对硫浓度为500ppm的模拟燃油进行氧化脱硫测试，当反应温度为65℃、氧化剂和催化剂用量分别为DBT物质的量的6倍和0.015倍以及反应时间为120min后对DBT的脱硫率达到98.7%，并且连续循环5次还能达到85%以上。P.Sikarwar等[77]人通过初湿含浸法将三氧化钼负载到MCM-41孔道中制备得到催化剂Mo/MCM-41，TBHP作为氧化剂，对硫浓度为600mg/L的模拟燃油进行氧化脱硫测试，当催化剂负载量为10wt%，催化剂用量6g/L，氧化剂用量为理论值，反应温度60℃以及反应时间为3h之后对燃油的脱硫率达到94%，并且可以连续循环使用4次。A.Teimouri等[78]人通过浸渍法将三氧化钼和五氧化二钒负载于MCM-41制备得到固载型双金属氧化物催化剂MoO3/V2O5/MCM-41，氧化剂为H2O2，对模拟燃油的脱硫率达到99.06%。P.Polikarpova等[79]人通过浸渍法合成了过渡金属（Mo、W、V）修饰MCM-41，得到三种固载型催化剂：Mo-MCM-41、W-MCM-41和V-MCM-41，氧化剂H2O2，对硫浓度为730ppm的模拟燃油脱硫测试，发现W-MCM-41的催化性能最佳。接着采用催化剂W40-MCM-41（40指MCM-41和金属W的摩尔比）在反应温度为60℃、H2O2与S的摩尔比为4以及反应时间为2h后对模拟燃油中DBT的脱硫率达到100%，然而
【参考文献】：
期刊论文
[1]深共融溶剂在燃油脱除有机硫化物中的应用[J]. 崔颖娜,包明,李长平. 化工进展. 2019(03)
[2]生物脱硫在沼气净化中的研究进展[J]. 杨森林,许云,赵晓辉,钟林涛,李彦汝. 环境卫生工程. 2019(01)
[3]关于汽车保有量发展的碎片思考[J]. 朱盛镭. 上海汽车. 2018(12)
[4]石油炼制中的加氢技术问题探析[J]. 李小辉. 中国石油和化工标准与质量. 2018(23)
[5]浅析中国的酸雨分布现状及其成因[J]. 蔡朋程. 科技资讯. 2018(15)
[6]12-Tungstophosphoric acid niched in Zr-based metal-organic framework:a stable and efficient catalyst for Friedel-Crafts acylation[J]. Latif Ullah,Guoying Zhao,Zichen Xu,Hongyan He,Muhammad Usman,Suojiang Zhang. Science China（Chemistry）. 2018(04)
[7]全国奔“国五”[J]. 王兰. 汽车观察. 2017(01)
[8]脱除油品中噻吩类硫化物的研究进展[J]. 赵阳,张君涛,申智兵,默云娟,陈英敦. 当代化工. 2015(12)
[9]2017年底前全国供应国五标准汽柴油[J]. 石油化工腐蚀与防护. 2013(05)
[10]FCC汽油加氢脱硫工艺技术研究进展[J]. 高道伟,段爱军,赵震,邓云川. 石油与天然气化工. 2013(03)
硕士论文
[1]Py/MOF吸附剂制备及其脱硫性能研究[D]. 李晓娟.东北石油大学 2018
[2]基于低共熔溶剂的新型吸附剂合成及其在吸附脱硫中的应用[D]. 朱思文.江苏大学 2017
[3]新型萃取/氧化型离子液体的合成及其在燃油脱硫中的应用研究[D]. 谢盼辉.青岛科技大学 2016
本文编号：3529468
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