本文關(guān)鍵詞：功能化含磷鉬酸介孔硅材料的制備及其在深度氧化脫硫中的應(yīng)用（英文），由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著全球工業(yè)的快速發(fā)展,化石燃料的消耗量日益增加,從而導(dǎo)致有毒污染物的排放量隨之增加.燃料油中的含硫化合物燃燒后會形成SO_x.SO_x排放到大氣中會形成酸雨污染環(huán)境.因此,超清潔燃料的生產(chǎn)迫在眉睫.目前主要的脫硫工藝為加氫脫硫(HDS).HDS能夠有效脫除燃油中的硫醚、硫醇和二硫化物等含硫化物,但對于芳香族硫化物及其衍生物(如苯并噻吩、二苯并噻吩和4,6-二甲基二苯并噻吩等)的脫除效果較差,而且HDS需要在高溫、高壓且有合適催化劑存在的條件下進行反應(yīng).因此,開發(fā)操作簡單、反應(yīng)條件溫和、能夠高效脫除芳香族硫化物及其衍生物的脫硫工藝已成為目前研究的熱點.催化氧化脫硫(CODS)能夠在溫和條件下高選擇性脫除芳香族硫化物及其衍生物,作為HDS的有效補充,在深度脫硫領(lǐng)域的應(yīng)用得到了廣泛認(rèn)可.目前適用于CODS的催化劑有分子篩、甲酸、過氧化物酶、氧化鉬和雜多酸等.其中,含鉬(VI)催化劑在CODS中表現(xiàn)出良好的性能,得到了廣泛的研究和應(yīng)用.在CODS中,催化劑載體同樣起著重要作用.從實際應(yīng)用角度出發(fā),無定形二氧化硅在制備過程及經(jīng)濟性方面存在著不可替代的優(yōu)勢.到目前為止,無定形Si O_2負(fù)載磷鉬酸(HPMo)作為CODS催化劑的研究鮮有報道.本課題組以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為介孔模板劑,以正硅酸四乙酯(TEOS)為硅源,通過沉淀法直接合成了功能化含HPMo介孔復(fù)合材料HPMo-Si O2.采用XRD,FT-IR,31P-NMR和XPS等測試手段對所制備的材料進行了表征.結(jié)果表明,作為催化活性位點的鉬以磷鉬酸的形式存在,磷鉬酸的Keggen結(jié)構(gòu)在負(fù)載過程中沒有遭到破壞,并且活性磷鉬酸能夠均勻分散在二氧化硅載體上.HPMo-Si O_2的比表面積為365.0 m~2/g,總孔容為1.237 cm~3/g,平均孔徑為12.91 nm.本文系統(tǒng)研究了模型油脫硫反應(yīng)條件、催化劑循環(huán)使用次數(shù)及催化反應(yīng)動力學(xué).結(jié)果表明,HPMo-Si O_2具有高效的脫硫活性,在反應(yīng)溫度為55oC,催化劑與模型油質(zhì)量比為0.7%,反應(yīng)時間為10 min的條件下,二苯并噻吩(DBT)脫除率可達100%;在反應(yīng)溫度為60oC,催化劑與模型油質(zhì)量比為1.0%,反應(yīng)時間為30 min的條件下,苯并噻吩(BT)脫除率可達100%.同等反應(yīng)條件下,DBT的反應(yīng)活性大于BT.DBT及BT的氧化脫除反應(yīng)均符合表觀一級動力學(xué)模型,且DBT脫除反應(yīng)的表觀活化能小于BT脫除反應(yīng).所制備的催化劑經(jīng)過10次循環(huán)使用,DBT脫除率仍可以達到95.2%(BT為95.7%),說明所制備的HPMo-Si O_2催化劑具有高活性和強穩(wěn)定性.通過氣質(zhì)聯(lián)用及微庫侖儀對反應(yīng)產(chǎn)物進行了分析,結(jié)果表明,BT和DBT的氧化產(chǎn)物分別為苯并噻吩砜(BTO_2)和二苯并噻吩砜(DBTO2),且氧化產(chǎn)物全部被催化劑吸附,油品中沒有含硫化合物的存在,因此不需要后續(xù)的氧化產(chǎn)物分離操作,提高了整個脫硫工藝的經(jīng)濟性,并且有效減少了分離操作帶來的油品損失.
【作者單位】： 武漢科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院湖北省煤轉(zhuǎn)化與新型炭材料重點實驗室;武漢華德環(huán)保工程技術(shù)有限公司;
【關(guān)鍵詞】： 介孔二氧化硅 磷鉬酸 氧化脫硫 苯并噻吩 二苯并噻吩
【基金】：supported by the National Natural Science Foundation of China (21473126)~~
【分類號】：TE624.55;TQ127.2
【正文快照】： 1.Introduction With the rapid development of global industries,the con sumption of fuel oil is increasing around the world,which has led to increasing toxic substance and carbon emissions.Crude oil derived fuels contain a complex range of components i

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4 李林;唐曉東;鄒雯p，

本文編號：472456