燃油氧化脫硫分級多孔負載磷鎢酸催化劑制備及其性能.pdf

1、分類號密級UDC學校代碼10497學位論文題目燃油氧化脫硫分級多孔負載磷鎢酸催化劑制備及其性能英文題目SynthesisofHierarchicalPousPhosphotungsticacidscatalystsitscatalyticPerfmanceinOxidativeDesulfurization研究生姓名楊鵬姓名雷家珩職稱教授學位碩士單位名稱武漢理工大學化學系郵編430070申請學位級別博士學科專業(yè)名稱材料物理與化學論文提交

2、日期2016年9月論文答辯日期2016年11月學位授予單位武漢理工大學學位授予日期答辯委員會主席評閱人2016年9月指導教師I摘要開發(fā)燃油氧化脫硫催化劑是解決大氣環(huán)境的關鍵問題、促進燃油工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的重要課題。本論文以分級多孔材料負載磷鎢酸催化劑制備技術為研究核心，探究了多孔催化劑的構性關系。以聚苯乙烯微球（PS）、聚環(huán)氧乙烷聚環(huán)氧丙烷聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物（P123）為模板，磷鎢酸（HPW）、正硅酸乙酯和鈦酸四丁酯為無機源，對制備條件

3、進行了優(yōu)化，得到了一系列大孔介孔分級孔負載磷鎢酸催化劑。采用掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、氮氣吸脫附、X射線衍射（XRD）、傅立葉紅外光譜（FTIR）、紫外光譜（UVvis）及固體核磁（NMR）等技術對催化劑的微觀形貌、物理結構及化學結構等進行了分析，考察了催化劑的氧化脫硫活性及耐久性，結合結構及性能探究了構性關系。本論文的主要內容如下：（1）PS膠晶為模板，正硅酸乙酯和磷鎢酸為無機源，采用膠晶法制備了有序大孔HPWSiO2催

4、化劑。該催化劑中球形大孔結構高度有序，大孔平均孔徑約為345nm，大孔壁含有大量無序介孔，介孔的平均孔徑約為8nm，比表面積為238.7～288.1m2g。Keggin結構的磷鎢酸高度分散在氧化硅中，且與氧化硅間存在較強的相互作用。優(yōu)化反應條件下：OS（雙氧水與硫化合物摩爾比）為12，60℃反應2h，二苯并噻吩（DBT）的脫除效率為99.4%。有序大孔HPWSiO2的比表面積（288.1m2g）小于有序介孔HPWSiO2（398.2m2

5、g），但其氧化脫硫活性略高于介孔催化劑，該結果表明孔結構是影響氧化脫硫性能的關鍵因素。有序大孔HPWSiO2催化劑循環(huán)使用7次，氧化脫硫效率仍可達95.2%。（2）PS膠晶和非離子表面活性劑P123為模板，正硅酸甲酯和磷鎢酸為無機源，采用雙模板法制備了有序的大孔介孔HPWSiO2催化劑。該催化劑中球形大孔結構高度有序，大孔壁中的介孔具有高度有序的二維六方結構。球形大孔平均孔徑約為260nm，介孔平均孔徑約為4.8～5.0nm，孔容約為0