發(fā)布時間：2020-03-28 10:18

【摘要】：近年來,隨著世界經(jīng)濟的飛速發(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。論文主要內(nèi)容為以下幾個方面: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)驗證,并將該催化劑應(yīng)用于模擬燃油脫除DBT的實驗。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、以價格低廉且酸性較強的己內(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2019年后會超越，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)不僅推動了人類的經(jīng)濟發(fā)展，加速了社會前進(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%。累計前11個月的數(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)計如圖1.2。據(jù)國際能源機構(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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本文編號：2604313