【摘要】：解決含硫燃料造成的酸雨、霧霾等環(huán)境問題,實現(xiàn)油品清潔化已經(jīng)成為研究熱點。氧化脫硫(ODS)具有耗能低,選擇性高,條件溫和等特點,是實現(xiàn)深度脫硫最具前景的技術(shù)之一。另一方面有機多孔材料(POPs)具有比表面積高,結(jié)構(gòu)可調(diào),設(shè)計多樣性等特點,將其應(yīng)用到催化領(lǐng)域可以促進界面?zhèn)髻|(zhì),分散活性位點,簡化分離過程等,本文主要對有機多孔材料的制備及其在氧化脫硫領(lǐng)域的應(yīng)用進行研究。首先提出一步法制備貫通離子型高交聯(lián)介孔有機多孔材料(HCIMPM),通過SEM、TEM、BET、FT-IR、XRD、TG等手段進行表征,探究嵌段共聚物P123添加量、溶劑體積和反應(yīng)溫度等對形貌結(jié)構(gòu)的影響,并進一步探究了材料的成孔機理。優(yōu)化得到HCIMPM的比表面積和孔容分別為212 m~2g~(-1)和1.08 cm~3g~(-1),平均孔徑為20.2 nm。多金屬氧酸鹽(POMs)的酸性可調(diào),具有還原性和穩(wěn)定性,W和Mo基的POMs被廣泛應(yīng)用到催化領(lǐng)域。但POMs比表面積小,反應(yīng)活性低,尋找合適的催化劑載體是實現(xiàn)深度脫硫的關(guān)鍵。采用1,4-丁烷磺酸內(nèi)酯進行表面修飾及PW_(12)O_(40)~(3-)離子交換,制備有機-無機摻雜催化劑PW/HCIMPM。實驗證明PW/HCIMPM具有很高的氧化脫硫性能,以H_2O_2(30 wt%)為氧化劑,在模型油體系中,催化劑25 mg,反應(yīng)溫度500淐,O/S=6:1,反應(yīng)時間為60 min時,二苯并噻吩DBT的轉(zhuǎn)化率達到100%。多次循環(huán)后,催化性能和化學(xué)結(jié)構(gòu)均無明顯變化。在真實柴油中,反應(yīng)120 min時,有機硫化物幾乎全部脫除,說明該催化劑具有很好的實際應(yīng)用潛力。為進一步探索不同POMs基多孔聚合物的催化脫硫性能,本文采用親油性長碳鏈溴辛烷進行骨架修飾,引入Mo_8O_(26)~(4-)三維離子簇,制備催化劑Mo/HCIMPM,探究氧化脫硫性能。對反應(yīng)條件進行優(yōu)化,催化劑40 mg,反應(yīng)溫度500淐,O/S=5,反應(yīng)時間60 min時,DBT被全部脫除,利用原位拉曼技術(shù),探究了Mo_8O_(26)~(4-)的高效催化氧化機理。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.4;TQ426
【圖文】：

機多孔材料概述 有機多孔材料簡介老子在《道德經(jīng)》中曾指出“道法自然”，即天地萬物都需效法或遵循“道然而然”規(guī)律�？茖W(xué)亦是如此，大自然的神奇與奧秘往往能帶給我們極發(fā)。自然界中存在各種形式的多孔材料，例如中空竹，蜂窩，人體肺泡等這些材料結(jié)構(gòu)制備出微米甚至納米級別的孔道結(jié)構(gòu)，如圖 1-1 所示。多孔指具有大量一定尺寸的孔隙結(jié)構(gòu)和較高比表面積，由貫通或封閉的孔道構(gòu)絡(luò)結(jié)構(gòu)材料。國際理論化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（International Union of Pupplied Chemistry，簡稱 IUPAC）根據(jù)多孔材料孔徑的大小將其分為三類[1]小于 2 nm 的微孔(micropore)材料，孔徑介于 2-50 nm 的介孔(mesopore)材徑大于 50 nm 的大孔(macropore)材料。

圖 1-2 制備含有三蝶烯骨架的 PIMs 材料[4]Figure 1-2 The synthesis of triptycene PIMs materials另一方面通過將聚合物溶解在某些溶劑中，并通過其內(nèi)部的剛性或扭曲的止鏈間的有效堆積，也可以得到多孔材料。Mckeown 等[5]首先利用單體 氟對苯二腈 B 縮合制備得到了 PIM-1（如圖 1-3 所示），比表面積可達 860 m其進一步溶于有機溶劑，對其進行環(huán)官能團修飾并利用旋涂法可以制成料，因此可以廣泛應(yīng)用到其他眾多領(lǐng)域。

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本文編號：2731313