基于多酸材料的合成表征及其在燃油氧化脫硫中的應(yīng)用.pdf

1、隨著環(huán)境污染問題的加劇，降低燃油中硫含量的舉措勢(shì)在必行，燃油中硫化物的燃燒產(chǎn)物是大氣污染中主要污染源之一。因此，世界各國均采用越來越嚴(yán)格的法規(guī)限制燃油中的硫含量。工業(yè)上采用的傳統(tǒng)的加氫脫硫技術(shù)(HDS)對(duì)于脂肪族硫化物的脫除效果好，而對(duì)于芳香族有機(jī)硫化物（如二苯并噻吩和苯并噻吩）效果卻不佳。因此，許多其它可以取代加氫脫硫的技術(shù)引起了廣泛的關(guān)注。溫和條件下深度脫除燃油中的有機(jī)硫一直是非常重要的研究課題，特別是以過氧化氫為氧化劑進(jìn)行氧化脫硫

2、的技術(shù)備受關(guān)注。本論文中合成了一系列基于多酸的復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于硫化物氧化脫除的反應(yīng)中。采用XRD、IR、Raman、SEM、TEM、BET、DRS等測(cè)試手段對(duì)所合成材料的結(jié)構(gòu)、形貌及其氧化脫硫性能與催化劑結(jié)構(gòu)之間的構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行了深入研究。
　　 合成了基于多酸的雜化材料HPW-Ceo2，并采用XRD，TG-DSC，SEM，Raman，IR，DRS，BET等測(cè)試方法對(duì)所合成的材料進(jìn)行了表征。所合成的材料在以[C8mim]BF

3、4為萃取劑和H2o2為氧化劑的氧化脫硫體系中，具有良好的活性且反應(yīng)條件溫和，有機(jī)硫化物DBT的脫硫率可達(dá)99.4％。此外，還系統(tǒng)考察了催化劑用量、O/S摩爾比、反應(yīng)時(shí)間和溫度等因素對(duì)脫硫活性的影響，并根據(jù)活性數(shù)據(jù)作了不同底物反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算，還對(duì)萃取氧化脫除DBT的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　 本文中，以[C16mim]3PW12O40為原料通過溶膠一凝膠法直接合成了一系列鎢含量不同的介孔W03-Si02，并將其應(yīng)用在氧化脫硫反應(yīng)

4、中。并采用XRD，IR，Raman，BET,DRS，SEM等測(cè)試手段對(duì)所合成的材料進(jìn)行了表征。表征結(jié)果說明W03均勻地分散在材料上，所合成的材料比表面積為434-713m2/g，孔體積為0.35-0.50cm3/g，孔徑為2.98-4.00nm。實(shí)驗(yàn)中，還深入研究了催化劑用量、O/S摩爾比、反應(yīng)時(shí)間和溫度等因素對(duì)氧化脫硫活性的影響。所合成材料對(duì)于大分子有機(jī)硫化物DBT有良好的氧化脫除性能。在最優(yōu)條件下（反應(yīng)溫度60℃，O/S摩爾比為2.

5、5，反應(yīng)時(shí)間30min），DBT氧化脫除率為100％，而且反應(yīng)體系易于循環(huán)使用。
　　 采用[Cl6mim]Br和[C16rriirrl]3PW12O40為共模板劑，一步法合成了一系列介孔分子篩WO3-SiO2，采用XRD、XPS、TEM、Raman、IR、DRS、BET等表征手段，對(duì)所合成材料的介孔結(jié)構(gòu)和鎢的形態(tài)作了分析。研究表明，所合成的材料的孔體積為0.73-1.00cm3/g，孔徑為4.00-5.36nm，比表面為630

6、-930m2/g。鎢物種在材料中的分散均勻，在沒有其它溶劑的輔助下，對(duì)于硫化物有良好的氧化脫除活性。在溫和條件下（反應(yīng)溫度60℃，O/S摩爾比為2.5），25min內(nèi)DBT氧化脫除率為100％。此外，還深入研究了不同硫化物對(duì)于氧化脫硫效果的影響。催化劑在吸附氧化脫硫反應(yīng)體系中可以循環(huán)使用9次，而且活性沒有明顯降低。并根據(jù)氧化產(chǎn)物的GC-MS分析，對(duì)DBT的吸附氧化反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　 本文以[C16mim]3PMO12O4

7、0為原料，通過溶膠一凝膠法合成了高度有序的介孔材料MoO3-SiO2，并采用XRD、TEM、BET、IR、Raman、DRS等測(cè)試手段對(duì)所合成材料進(jìn)行了表征。表征結(jié)果說明，Mo被引入介孔Si02框架結(jié)構(gòu)中，而且不影響其介孔結(jié)構(gòu)的形成。所合成材料的孔體積為0.38-0.44cm3/g，孔徑為2.79-4.19nm。在反應(yīng)溫度為60℃、O/S摩爾比為4的條件下，40min內(nèi)DBT氧化脫除率可達(dá)99.7％，且催化劑易于循環(huán)利用。
　　

8、 以[C16mim]Br和[C16mim]3PMo12O40為共模板劑，正硅酸四乙酯(TEOS)為硅源合成了介孔雜化材料MoO3-SiO2，并運(yùn)用XRD，BET,TEM，SEM，DRS，IR，Raman等技術(shù)對(duì)所合成材料進(jìn)行了表征。所合成材料的孔體積為0.91-1.31cm3/g，孔徑為3.82-4.86nm，比表面為834-932m2/g。此外，所合成材料中MoO3的分散性很好，在無有機(jī)萃取劑的作用下對(duì)DBT有良好的氧化脫硫效果。在溫