本文關(guān)鍵詞： 十六氯鐵酞菁 二苯并噻吩 吡啶 雙氧水 高價鐵活性種　出處：《浙江理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：隨著環(huán)境污染愈加嚴重,世界各國政府環(huán)保意識加強,紛紛制定更加嚴格的汽油、柴油含硫標準,燃料油的超深度脫硫成為世界性亟待解決的問題。目前成熟應用于工業(yè)化的脫硫方法是加氫脫硫,但是該方法反應過程需要高溫高壓,并且無法脫除二苯并噻吩及其衍生物等含硫化合物,因此,非加氫脫硫方法成為研究熱點。卟啉是酶活性成分之一,眾所周知,酶在溫和條件下能高效選擇性催化目標物,但是其化學穩(wěn)定性以及熱穩(wěn)定性不高,金屬酞菁結(jié)構(gòu)類似卟啉,具有出色的化學穩(wěn)定性,耐酸耐堿,耐光輻射等,而且合成過程簡單,價格便宜,因此,本文利用十六氯鐵酞菁(FePcCl_(16))設計仿生催化脫硫體系。首先,制備FePcCl_(16),通過紫外可見光、傅里葉紅外等分析儀器對其結(jié)構(gòu)進行表征,確定合成的產(chǎn)物為FePcCl_(16)。其次,考察了催化劑用量、水油比、氧硫比等因素的影響,確定最佳工藝條件。結(jié)果表明,在30°C,催化劑用量為15mg,氧硫比n(O/S)=40,水油比n(H2O/oil)=2,催化劑和吡啶的物質(zhì)的量比n(catalyst/pyridine)=1:100的條件下反應1 h,它們對原始含硫量為200 ppm模擬油脫硫率能達到100%。通過阿倫尼烏斯公式計算得到本催化脫硫反應的活化能為25.5 KJ/mol,表明該反應進行僅僅需要少量的能量。循環(huán)反應測試發(fā)現(xiàn),循環(huán)反應23次后,脫硫率仍能達到99%以上,表明本催化體系穩(wěn)定,循環(huán)性能優(yōu)異。然后,本文研究了本催化體系的催化氧化脫硫機理,研究發(fā)現(xiàn),自由基不參與反應,而高價鐵是本催化反應的反應活性種,配體吡啶在反應過程中扮演重要的角色,吡啶有利于FePcCl_(16)活化H2O2形成的中間體傾向于異裂,形成更多的高價鐵活性種。最后,本文用FePcCl_(16)催化劑對吖啶等含氮化合物的脫除進行了初步探索,研究結(jié)果表明FePcCl_(16)催化劑不僅能脫除油品中的含硫化合物,而且也能脫除含氮化合物。
[Abstract]:With the increasingly serious environmental pollution, governments around the world have strengthened their awareness of environmental protection, and have formulated more stringent standards for sulfur in gasoline and diesel. The ultra-deep desulfurization of fuel oil has become an urgent problem in the world. At present, the mature desulfurization method is hydrodesulfurization, but the reaction process needs high temperature and high pressure. And the sulfur compounds such as dibenzothiophene and its derivatives can not be removed. Therefore, non-hydrodesulfurization method has become a research hotspot. Porphyrin is one of the active components of enzyme, which is well known. The enzyme can catalyze the target compound efficiently and selectively under mild conditions, but its chemical stability and thermal stability are not high, the structure of metal phthalocyanine is similar to porphyrin, it has excellent chemical stability, acid and alkali resistance, light radiation resistance and so on. Moreover, the synthesis process is simple and the price is cheap. Therefore, the bionic catalytic desulfurization system is designed by using 16 FePcClN (FePcCl1 / 16). First, FePcClS16) is prepared. The structure of the product was characterized by UV-Vis and FTIR, and the synthesized product was determined as FePcClS16. Secondly, the amount of catalyst and the ratio of water to oil were investigated. The results show that the catalyst dosage is 15mg, the ratio of oxygen to sulfur is 40, and the ratio of water to oil is n H 2O / oil. The mass ratio of catalyst to pyridine is 1: 100 and the ratio of catalyst to pyridine is 1: 100. The desulfurization efficiency of the simulated oil with the original sulfur content of 200 ppm can reach 100 and the activation energy of this catalytic desulfurization reaction is 25.5 KJ/mol calculated by the Arrhenius formula. The results showed that the reaction needed only a small amount of energy. After 23 times of cyclic reaction, the desulfurization rate was still over 99%, which indicated that the catalytic system was stable and had excellent cycling performance. In this paper, the mechanism of catalytic oxidation and desulfurization was studied. It was found that free radicals did not participate in the reaction, and high valence iron was the reactive species of the catalytic reaction, and the ligand pyridine played an important role in the reaction process. Pyridine is favorable to FePcClC16) the intermediates formed by activating H2O2 tend to be heterolysis and form more active species of high valence iron. Finally. In this paper, the removal of nitrogen-containing compounds such as acridine was studied with FePcClS16) catalyst. The results show that the FePcCl-1 _ (16) catalyst can not only remove the sulfur compounds in the oil, but also the nitrogen-containing compounds.
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE624.55

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本文編號：1457747