功能化含鎢介孔硅材料的直接合成表征及其在多相氧化脫硫中的應(yīng)用(英文)
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【摘要】:溫和條件下,燃油深度脫硫一直是非常重要的研究課題.目前,加氫脫硫(HDS)是石油工業(yè)上廣泛采用的脫硫技術(shù),它能夠有效脫除燃油中的硫醚、硫醇和等無機硫化物,但對于芳香族硫化物(如二苯并噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩等),則效果較差.對于上述有機硫化物的深度脫除,現(xiàn)有的加氫脫硫技術(shù)需要更為苛刻的反應(yīng)條件,如高溫、高壓、高活性貴金屬催化劑等,這勢必導(dǎo)致燃油成本的大幅上升.因此,世界各國科學(xué)家都加強了高效非加氫脫硫方法的研究,主要包括氧化脫硫法、吸附脫硫法、萃取脫硫法和生物脫硫法等,其中氧化脫硫法是一種公認(rèn)的具有應(yīng)用前景的高效脫硫技術(shù),該技術(shù)只需在常溫常壓下進行,可將含硫化合物氧化成其相應(yīng)的砜類物質(zhì)后,再用溶劑萃取法或吸附法除去.氧化脫硫反應(yīng)中所涉及氧化劑有過氧化氫、有機過氧化物和氧氣等.在這些氧化劑中,過氧化氫由于其活性高,在氧化反應(yīng)后的副產(chǎn)物只有水,而被廣泛研究.離子液體作為一種低溫熔融鹽,因其獨特的理化性質(zhì),如無蒸氣壓、低毒性、良好的溶解性以及結(jié)構(gòu)可調(diào)等,受到了廣泛的關(guān)注.其中,功能化多酸基離子液體不僅具備離子液體的特點,還具備多金屬氧酸鹽的優(yōu)勢,已被用于燃油的均相氧化脫硫過程中.但是,此過程中離子液體往往用量較大,催化劑難于回收和循環(huán)利用,氧化劑用量較大,阻礙其在工業(yè)中的應(yīng)用.為了克服上述缺點,本課題組以多酸基離子液體[C_(16)mim]_3PW_(12)O_(40)和正硅酸四乙酯為原料通過溶膠-凝膠法直接合成了一系列含鎢功能化介孔復(fù)合材料W-SiO_2,其中咪唑型陽離子作為介孔模板劑,而多酸陰離子作為金屬源.采用XRD,IR,Raman,BET,DRS,TEM等測試手段對所合成的材料進行了表征.結(jié)果表明,鎢活性物種是以氧化鎢的形式存在,并且能夠均勻地分散在載體二氧化硅上,所合成的材料比表面積為513 743 m~2/g,孔體積為0.37 0.50 cm~3/g,孔徑為2.91 3.20 nm.將所合成的材料W-SiO_2-20應(yīng)用于燃油氧化脫硫反應(yīng)(過程中無需有機溶劑),結(jié)果表明,所合成的復(fù)合材料既能作為吸附劑來吸附有機硫化物,又能作為催化劑來活化過氧化氫以氧化有機硫化物.在最優(yōu)條件(反應(yīng)溫度60℃,O/S摩爾比為2.5,反應(yīng)時間40 min)下,二苯并噻吩脫除率可100%,而且反應(yīng)體系易于循環(huán)使用,7次循環(huán)后脫硫率無明顯降低.此外,還考察了復(fù)合材料在相同條件下對于不同硫化物的脫除效果,結(jié)果表明,反應(yīng)活性順序為4,6-DMDBTDBTBTDT.
【作者單位】: 江蘇大學(xué)能源研究院;江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院;
【基金】:supported by the National Nature Science Foundation of China(21276117,21376111,21406092)~~
【分類號】:O643.36;TE624.55
【正文快照】: 1. Introduction Hydrodesulfurization (HDS) is a mature technology and ef ficiently removes aliphatic and acyclic sulfur compounds (e.g. As the worldwide demand for fuel continues to increase ra thiols, sulfides, and disulfides) [3 5] but not thiophen
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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【二級參考文獻(xiàn)】
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【相似文獻(xiàn)】
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4 李林;唐曉東;鄒雯p,
本文編號:1137300
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