發(fā)布時(shí)間：2020-11-22 09:36

　　 燃料油作為一種最重要的化石能源,其燃燒過程中會(huì)生成SOx類含硫化合物,這將造成嚴(yán)重的大氣污染并危害人類健康。隨著世界各國對(duì)燃料油品中含硫量標(biāo)準(zhǔn)的法律法規(guī)日益嚴(yán)格,降低燃料油品的含硫量已成為一個(gè)非常迫切的需要。而氧化脫硫技術(shù)作為一種操作條件溫和,環(huán)境友好的脫硫工藝,日益受到人們的關(guān)注。對(duì)于氧化脫硫技術(shù)的發(fā)展,研發(fā)高效的催化劑將是重中之重,存在的主要問題有:(1)催化劑難以進(jìn)行回收,使得催化劑的循環(huán)使用效率較低;(2)目前使用的大多數(shù)分子篩類催化劑載體價(jià)格昂貴,且對(duì)于活性組分需要很高的負(fù)載量才能實(shí)現(xiàn)較高的催化活性,造成催化劑成本的進(jìn)一步增加。因此,研究廉價(jià)高效的可回收催化劑,同時(shí)降低活性組分的負(fù)載量就變成了亟待解決的問題。針對(duì)以上的問題,本文主要研究了以下三部分內(nèi)容:(1)通過使用一種廉價(jià)的天然蛭石材料(VMT),對(duì)其進(jìn)行雙氧水膨脹和酸處理除去其含有的金屬組分。通過掃描電鏡(SEM)觀察和氮?dú)馕�脫附曲線(BET)測試證明了其具有的層狀結(jié)構(gòu)和高比表面積。負(fù)載上磷鎢酸(HPW)之后制備了HPW/aEVM催化劑。在實(shí)驗(yàn)條件下,對(duì)DBT的去除率幾乎達(dá)到100%。在7次反應(yīng)循環(huán)后,催化活性的損失僅從99.95%降至98.06%。這種良好的回收效果可能是由于層間孔道結(jié)構(gòu)對(duì)HPW的限制作用。(2)酸處理膨脹蛭石會(huì)產(chǎn)生大量的含有Al~(3+),Mg~(2+)離子的廢液,之前的文獻(xiàn)報(bào)道了將這些含有離子的廢液制備成水滑石�；�于此,研究將水滑石用作催化劑的載體。前期的研究發(fā)現(xiàn),純的鎂鋁水滑石由于其較小的比表面積并不能取得一個(gè)很好的脫硫效果。通過加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)進(jìn)行改性,使得水滑石的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化,并具有了較大的比表面積。通過浸漬法負(fù)載HPW制備了HPW/MgAl-LDH-DBS催化劑,并應(yīng)用于氧化脫硫?qū)嶒?yàn)。在循環(huán)使用15次之后,對(duì)DBT的脫硫活性僅從99.89%降低到95.73%。(3)通過使用一種表面富含氮的碳材料,通過超聲輔助的方法負(fù)載HPW制備了一種低HPW負(fù)載量和高分散性的HPW/NOLC催化劑,并對(duì)其進(jìn)行X射線光電子能譜(XPS)分析,發(fā)現(xiàn)催化劑表面含有四種類型的氮:吡咯氮,吡啶氮,四元型氮,石墨氮。并且石墨氮含量隨著HPW負(fù)載量的增加而增加。通過EDS表征證明了HPW在NOLC表面的高度分散,同時(shí)通過ICP-AES測試證明了HPW的低負(fù)載量。通過超聲輔助提高分散性并使用富含氮氧的材料固定HPW實(shí)現(xiàn)了HPW在載體上的低負(fù)載量和高分散性。
【學(xué)位單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE624.5
【部分圖文】：

劑并應(yīng)用于烷基化脫硫反應(yīng)，在較低的反應(yīng)溫度（65 ℃）和反應(yīng)時(shí)間（1到 98.9％的脫硫率。Wang 等人[37]通過實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算研究了磷鎢酸負(fù)載為催化劑應(yīng)用于烷基化脫硫反應(yīng)。發(fā)現(xiàn)反應(yīng)過程中除了脫硫的主反應(yīng)之外聚合等副反應(yīng)。由于烯烴的聚合是一個(gè)吸熱過程，而烷基化脫硫是一個(gè)互相促進(jìn)，導(dǎo)致副反應(yīng)產(chǎn)生。所以，需要通過控制催化劑活性位，以及反減少副反應(yīng)的發(fā)生。.7 氧化脫硫（ODS）主要是利用氧化劑并在相應(yīng)的催化劑作用下，將有機(jī)硫化物氧化成砜類鹽等極性較大的分子，并通過極性萃取實(shí)現(xiàn)脫硫過程。具有反應(yīng)條件溫和脫硫率高等優(yōu)點(diǎn)。被認(rèn)為是一種最有前景的脫硫技術(shù)。主要機(jī)理是由于 鍵的極性較弱，且與油品中碳?xì)浠�合物極性相似，使得其在極性溶劑中的，但是當(dāng)其被催化氧化成砜類等物質(zhì)時(shí)，由于在硫原子上增加了氧原子，加，使其在極性萃取劑中的溶解度極大的提高，從而實(shí)現(xiàn)與油品的分離脫過程如下圖所示。

之前報(bào)道的氧化脫硫催化劑一般使用介孔分子篩材料作為 HPW 的載體性方法來對(duì)載體改性以達(dá)到固載 HPW 的目的，從而增加催化劑的循環(huán)些催化劑載體的價(jià)格一般都比較昂貴，且改性過程復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性較差。種高效廉價(jià)的氧化脫硫方法：通過使用廉價(jià)易得的載體材料來降低氧化本。來，研究者們報(bào)道了使用一種來源廣泛且廉價(jià)的蛭石材料制備納米分子劑的載體應(yīng)用于合成氣甲烷化反應(yīng)中。結(jié)果表明一氧化碳的轉(zhuǎn)化率達(dá)時(shí)發(fā)現(xiàn)酸處理后的蛭石能夠形成非常大的比表面積，且剩余物質(zhì)主體時(shí)之前的研究報(bào)道了使用二氧化硅作為載體應(yīng)用于氧化脫硫反應(yīng)并取。[61]基于此，本文制備了 HPW/aEVM 催化劑，制備過程如圖 3-1 所示應(yīng)用于氧化脫硫反應(yīng)，催化活性的評(píng)價(jià)通過對(duì)二苯并噻吩（DBT）的催這個(gè)過程中，研究了最佳反應(yīng)條件，包括磷鎢酸的負(fù)載量，反應(yīng)溫度和/S)摩爾比和催化劑用量。在實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)模擬油的脫硫率幾乎為 100環(huán)后，催化活性的損失僅從 99.95％降至 98.06％。蛭石作為一種廉價(jià)酸處理得到二氧化硅分子篩載體，可以有效的降低氧化脫硫催化劑的較大的應(yīng)用價(jià)值。

Acid concentration（mol/L） SBET(m2g-1) Conversion of DBT（%）0 4.42 63.110.5 6.50 65.201 325.57 76.231.5236714.81720.12628.24622.3099.8910010099.99此外，隨著酸濃度增加，制備的相應(yīng)催化劑對(duì)含硫化合物的脫除率逐漸增加。當(dāng)酸溶液達(dá)到 1.5 mol L-1時(shí)，脫硫率幾乎為 99.89％。由于當(dāng)酸濃度超過 1.5 mol L-1時(shí)脫硫率沒有顯著變化，因此選擇 1.5 mol L-1的酸濃度作為最佳酸處理?xiàng)l件。3.3.2 XRD 圖譜分析
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本文編號(hào)：2894495