發(fā)布時(shí)間：2020-03-28 10:18

【摘要】：近年來,隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,汽車的保有量呈現(xiàn)直線上升的趨勢,隨之而來也產(chǎn)生了一系列嚴(yán)重的大氣污染問題,霧霾現(xiàn)象的普遍出現(xiàn)就是最好的證明。霧霾中存在大量與汽車尾氣排放密切相關(guān)的氮氧化物、硫氧化物以及可吸入顆粒物,而其問題根源直指油品質(zhì)量。所以,升級油品質(zhì)量,減少汽車尾氣排放造成的污染,進(jìn)而緩解空氣污染,保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為了當(dāng)務(wù)之急。氧化脫硫,以其反應(yīng)條件溫和、低成本以及對噻吩及其衍生物具有較高的脫除效果等特點(diǎn)而備受關(guān)注,本論文主要脫除燃油中較難脫除的二苯并噻吩物質(zhì)(DBT)。對于氧化劑和催化劑來說,空氣中的氧氣方便易得,使用成本低且無污染,具有廣闊的研究應(yīng)用前景;雜多酸,作為一種新型、綠色催化劑已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,并取得了較好的效果,但是其低表面積、易自身聚集和難回收利用等缺點(diǎn)限制了它的發(fā)展。因此,尋找合適的新型雜多酸催化劑,克服面臨的問題成為了該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。論文主要內(nèi)容為以下幾個(gè)方面:1、采用溶液法合成了8種磷鉬鎢Keggin型雜多酸(H_3PMo_(12-x)W_xO_(40)),進(jìn)而以MOF-199和MCM-41分子篩為載體,對其進(jìn)行有效固載,成功合成了MOF-199包裹在雜多酸外圍,然后整體進(jìn)入MCM-41分子篩孔道中的“三元嵌入式”固載雜多酸催化劑,并通過多種手段對其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)驗(yàn)證,并將該催化劑應(yīng)用于模擬燃油脫除DBT的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在最佳反應(yīng)條件下,K6-PMM催化劑的脫硫率可以達(dá)到98.5%。2、采用置換法合成了8種過渡金屬修飾的雜多酸鹽M-POM(M=Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn和Cd),進(jìn)而合成了對應(yīng)的“三元嵌入式”固載雜多酸催化劑。在相同條件下,對比8種催化劑對脫除模擬燃油中DBT的性能大小,結(jié)果發(fā)現(xiàn)Co-PMM表現(xiàn)出最優(yōu)的脫硫效果,即180min內(nèi)脫硫率達(dá)到99.1%,且能夠重復(fù)使用8次。3、選擇表面活性較高的雙季銨鹽型Gemini表面活性劑-SRL,對雜多酸進(jìn)行修飾改性,進(jìn)而制備出相轉(zhuǎn)移型“三元嵌入式”固載雜多酸催化劑。相轉(zhuǎn)移催化劑的引入不僅可以促進(jìn)催化反應(yīng)之間的進(jìn)行,也可以進(jìn)一步加速反應(yīng)過后催化劑與萃取劑的結(jié)合,提高反應(yīng)效率及回收率,結(jié)果發(fā)現(xiàn),SRL-3-PMM表現(xiàn)出100%的脫硫效率,且能夠重復(fù)使用13次。4、以價(jià)格低廉且酸性較強(qiáng)的己內(nèi)酰胺為原材料,將它們有效地嫁接在雜多酸上,進(jìn)而合成了新型催化-萃取集一身的離子液型雜多酸催化劑,減少了后期單獨(dú)添加萃取劑進(jìn)行萃取的過程,操作簡單化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),CIL-3-PMM在反應(yīng)時(shí)間90 min后達(dá)到了完全脫硫的效果,且能夠重復(fù)使用15次。5、以大孔改性LZSM-5分子篩為載體,對比了不同種類雜多酸活性組分下的DBT脫除效果,發(fā)現(xiàn)固載更多活性組分且有效抑制了活性組分自身團(tuán)聚而降低脫硫率的不足,為大孔材料載體應(yīng)用于氧化脫硫提供了理論和實(shí)際依據(jù)。
【圖文】：

2016年全世界的汽車保有量已超過10億輛，而我國近十年間，由2008年的6467萬輛增長到2018年的2.35億輛，增長了2.63倍，僅次于美國的2.65億輛，位居世界第二，且預(yù)計(jì)2019年后會(huì)超越，具體數(shù)據(jù)分析如圖1.1所示。爆炸式發(fā)展的汽車制造業(yè)不僅推動(dòng)了人類的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加速了社會(huì)前進(jìn)的步伐，也帶來了一系列嚴(yán)重的大氣污染問題，霧霾現(xiàn)象的普遍出現(xiàn)就是最好的證明。霧霾天氣自古有之，無論是人類活動(dòng)或是自然現(xiàn)象都可能導(dǎo)致它的出現(xiàn)，尤其是在人類進(jìn)入化石燃料時(shí)代后，加劇消耗的汽柴油使得霧霾天氣真正威脅到人類的身體健康和生存環(huán)境，出現(xiàn)各種呼吸道疾病甚至還會(huì)誘發(fā)肺癌、心肌缺血及損傷[3-5]。圖1.1 近十年我國汽車保有量增長趨勢圖Fig. 1.1 The growth trend chart on possession quantity of cars in china in recent 10 years

遠(yuǎn)不能滿足需求的增速，2018年10月，單月原油進(jìn)口量為916萬桶/日，即4080萬噸，，且11月份首次突破日均1000萬桶，同比上漲16%。累計(jì)前11個(gè)月的數(shù)據(jù)可知，2018年進(jìn)口量達(dá)到4.18億噸，同比增長8.4%，近五年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如圖1.2。據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)（IEA）分析，隨著原油進(jìn)口量的持續(xù)增加，我國原油對外依存度從去年的67.4%增長到了72.3%，且預(yù)計(jì)2020年中國原油將有超過80%依賴進(jìn)口，目前來看，俄羅斯、巴西、沙特、阿聯(lián)酋等產(chǎn)油國都在向中國大量輸出[11-13]。圖1.2 近五年我國石油進(jìn)口趨勢圖Fig. 1.2 The growth trend chart on oil import in china in recent 5 years
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O643.36;X734.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 周生學(xué);馬明燕;;Cu~(2+)/H_2O_2/CH_3COOH體系在超聲波輔助下對柴油的氧化脫硫[J];寧夏師范學(xué)院學(xué)報(bào);2015年06期

2 申澤鶴;劉冬梅;魏民;王海彥;;ZSM-5催化劑上FCC汽油加氫脫硫及芳構(gòu)化性能的研究[J];現(xiàn)代化工;2015年09期

3 王丹;方師豪;谷小丹;張玉彬;唐祝興;;金屬有機(jī)骨架材料MOF-5的制備及其在染料廢水治理中的應(yīng)用研究[J];遼寧化工;2015年07期

4 張偉清;;Topsoe公司探明了CoMoS在TK催化劑中的微觀結(jié)構(gòu)[J];石油煉制與化工;2015年03期

5 李智超;李會(huì)鵬;趙華;蔡天鳳;;Zr/ZSM-5-SBA-15的制備及其氧化脫硫動(dòng)力學(xué)研究[J];應(yīng)用化工;2014年01期

6 姬喬娜;;H_2O_2-HCOOH-活性炭氧化脫硫體系對柴油組分影響[J];廣州化工;2012年24期

7 賴君玲;王婧;羅根祥;劉春生;;磷鉬雜多酸催化油酸與醇酯化反應(yīng)合成脂肪酸酯的研究[J];石油煉制與化工;2012年12期

8 牟建勇;;燃油品質(zhì)對汽車排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的影響研究[J];中國標(biāo)準(zhǔn)化;2012年08期

9 尚會(huì)建;康麗娜;趙葉;高攀;王麗梅;王少杰;鄭學(xué)明;;雜多酸催化合成氰乙酸乙酯的研究[J];精細(xì)石油化工;2012年03期

10 ;丹麥公司投資伊朗大型綜合石化項(xiàng)目[J];粘接;2011年03期

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1 張世國;鄧友全;;N-質(zhì)子化己內(nèi)酰胺離子液體的紅外光譜表征[A];甘肅省化學(xué)會(huì)第二十四屆年會(huì)論文集[C];2005年

2 楊靜;張慶華;朱來英;張世國;鄧友全;;N-烷基化己內(nèi)酰胺離子液晶的合成和性能研究[A];中國化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（上冊）[C];2006年

3 崔萬安;;燃油機(jī)動(dòng)車污染及其危害[A];新世紀(jì)優(yōu)秀學(xué)術(shù)成果評選暨交流大會(huì)論文集[C];2000年

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3 陳冬璇;離子液體用于己內(nèi)酰胺萃取和氧氟沙星拆分的研究[D];浙江大學(xué);2014年

4 于鳳麗;基于多酸陰離子功能化的主客體型催化劑的燃油深度脫硫研究[D];山東大學(xué);2013年

5 邱江華;磷鉬雜多化合物的制備及其催化柴油深度脫硫的研究[D];武漢科技大學(xué);2010年

6 周新銳;用于深度脫硫的苯并噻吩類無水催化氧化反應(yīng)研究[D];大連理工大學(xué);2008年

7 于靜;介孔磷酸鋁與磷酸鎳的合成及催化性能的研究[D];大連理工大學(xué);2008年

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4 李亞男;多酸基介孔材料的制備及其在燃油氧化脫硫中的研究[D];江蘇大學(xué);2017年

5 周仁雙;DOC對柴油機(jī)燃用生物柴油排放及顆粒物理化特性的影響[D];江蘇大學(xué);2017年

6 王鳳玲;Zr基MOFs材料儲(chǔ)氫性能及改性研究[D];大連理工大學(xué);2016年

7 胡榮彬;多酸鹽催化劑的制備及催化醇一步合成酰胺反應(yīng)的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2016年

8 李葉;金屬有機(jī)框架化合物（MOFs）常溫脫硫性能研究[D];太原理工大學(xué);2015年

9 施艷霞;雜多酸修飾ZrO_2（摻雜SiO_2）固體酸的制備及催化THF聚合[D];太原科技大學(xué);2013年

10 邵瑞利;Gemini表面活性劑的合成及在三次采油中的應(yīng)用[D];西北大學(xué);2010年

本文編號：2604313