多酸基介孔材料的制备及其在燃油氧化脱硫中的研究

发布时间：2017-12-25 12:33

本文关键词：多酸基介孔材料的制备及其在燃油氧化脱硫中的研究　出处：《江苏大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着人们环境保护意识的提高,各国对汽车尾气中的含硫标准逐渐严格。为了满足环境法规的标准,人们发现传统的加氢脱硫技术已经不能满足有效脱除燃油中含芳香类硫化物苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)等高沸点硫化物的要求。其他脱硫技术应运而生,如:氧化脱硫、生物脱硫、吸附脱硫等。其中本文选择氧化脱硫法,并以正辛烷为模拟油,加入具有代表性的苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)、3-甲基苯并噻吩(3-MBT)、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)等含硫物质,同时探究催化剂深度催化氧化脱除的效果。本文主要研究制备负载多酸型离子液体的介孔型催化剂及其用于氧化脱硫的活性考察。本文的研究工作主要包括以下三个部分:(1)采用水热煅烧法合成七种以二氧化铈为载体负载离子液体的介孔催化剂:CeO_2-400,0.125W-CeO_2-400,0.25W-CeO_2-400,0.5W-CeO_2-400,0.25W-CeO_2-300,0.25W-CeO_2-500,0.25W-CeO_2-600。通过调节W/Ce摩尔比和煅烧温度发现0.25W-CeO_2-400催化氧化脱硫反应的效率最高,并通过红外、紫外、拉曼、广角/小角XRD、XPS、BET、TEM等对其组成结构进行表征,表明成功合成该负载型催化剂。通过对模型油中DBT脱除实验考察,获得该实验最优反应条件为:m(catalyst)=0.03 g,O/S=5,T=30oC,t=50 min,DBT脱除效果可达到99.2%。此外不同硫化物的脱硫顺序为DBTBT4,6-DMDBT,循环3次且脱硫率无明显降低。(2)以离子液体[C_4mim]_4Mo10O_(32)和TEOS为反应主要原料,通过油水两相界面反应合成六种树突状介孔硅球(Mo/SiO_2-550-1:5,Mo/SiO_2-550-1:10,Mo/Si O_2-550-1:15,Mo/SiO_2-550-1:20,Mo/Si O_2-450-1:10,Mo/Si O_2-650-1:10)。通过调节不同Mo/Si摩尔比和不同煅烧温度发现催化剂Mo/SiO_2-550-1:10脱硫效果最好。利用红外、小角/广角XRD、N2吸附-脱附、XPS等表征说明合成的多酸介孔型催化剂具有较高比表面积,并且负载后结构性质稳定。主要考察Mo/SiO_2-550-1:10对五种不同底物催化氧化的活性顺序为:4,6-DMDBTDBT4-MDBT3-MBTBT。并以4,6-DMDBT为考察对象,优化条件:催化剂为0.01g,O/S=3,反应温度为60oC,反应时间为40 min。另外催化剂循环四次后,脱硫率仍可以达到94.7%。(3)以离子液体[C_(16)mim]_4W_(10)O_(32)和TEOS为原料,通过油水两相界面水解反应,成功合成树突状介孔硅球。在前期研究基础上通过改变CTAC和TEOS的浓度大小调节合成的介孔硅球比表面积和孔径的大小,合成6种催化剂:Si O_2-15-5,W/SiO_2-15-5,W/SiO_2-15-10,W/SiO_2-15-20,W/SiO_2-25-5,W/SiO_2-35-5,其中通过活性考察发现W/SiO_2-15-5效果最好。利用红外、拉曼、小角/广角XRD、N2吸附-脱附、XPS等表征说明[C_(16)mim]_4W_(10)O_(32)均匀分散在载体氧化硅介孔和表面,且未负载前比表面积最高,并且负载后结构稳定。催化剂对四种不同底物催化氧化的活性顺序为DBT4,6-DMDBT3-MBTBT。考察不同反应条件因素对DBT脱硫效果的影响,最佳条件:O/S=3,反应温度为60oC,反应时间为30min,催化剂用量为0.005 g,DBT能达到深度脱除的目的。另外,反应体系循环6次后,脱硫效果没有明显下降。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TB383.4;TE624.9

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