【摘要】：隨著工業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展,化石燃料燃燒帶來的環(huán)境污染問題日益嚴重,為了減少燃料油燃燒產(chǎn)生的硫氧化物(SO_x)的排放,各國政府針對燃料油陸續(xù)制定了嚴格的含硫標準。目前普遍采用的加氫脫硫技術(shù)需要嚴苛的操作條件,并且對燃油中芳香族硫化物脫除效果不佳,無法到達深度脫硫效果。因此迫切需要可替代的高效深度脫硫技術(shù)。氧化脫硫技術(shù)由于操作簡單及脫硫效率高等優(yōu)點受到廣泛關(guān)注。氧化脫硫技術(shù)的關(guān)鍵在于高效穩(wěn)定催化劑的開發(fā)。本文以V_2O_5為活性組分,分別制備了V/MIL-101(Cr)、V/MIL-101(Cr)-TiO_2及V-TiO_2-SiO_2三種催化劑,并通過SEM,XRD,BET,NH_3-TPD,FT-IR,XPS表征手段對催化劑進行表征分析,考察了催化劑的制備方法對催化劑性能的影響,研究了催化氧化脫硫反應(yīng)的動力學,通過正交試驗確定了氧化脫硫反應(yīng)的最佳工藝條件。實驗結(jié)果表明,以四甲基氫氧化銨作為礦化劑制備的MIL-101(Cr)產(chǎn)率較高;以V_2O_5作為活性組分通過等體積浸漬法制備的負載量為20%的V/MIL-101(Cr)催化劑的脫硫效果最好;在氧化劑用量為0.04mL、催化劑用量為0.007g、反應(yīng)溫度為70℃、反應(yīng)時間為60min的條件下,脫硫率可達98.40%,且在最佳條件下重復使用兩次后催化活性無明顯下降;二苯并噻吩(DBT)的氧化產(chǎn)物DBTO_2吸附在V/MIL-101(Cr)催化劑表面,V/MIL-101(Cr)催化劑具有氧化和吸附雙功能;V-MIL-101(Cr)催化的氧化脫硫反應(yīng)為一級反應(yīng),表觀活化能Ea=49.84kJ/mol。MIL-101(Cr)-TiO_2載體中TiO_2的引入增加了酸性活性位點,通過浸漬法制備的V/MIL-101(Cr)-TiO_2催化劑,由于V_2O_5與TiO_2間的協(xié)同作用,明顯提高了氧化脫硫活性。V_2O_5負載量為5%的V/MIL-101(Cr)-TiO_2催化劑活性最高,在反應(yīng)溫度為80℃、反應(yīng)時間為60min、氧化劑用量為0.06mL、催化劑用量為0.01g時,脫硫率可達99.14%,循環(huán)使用三次后活性無明顯下降;V/MIL-101(Cr)-TiO_2催化的氧化脫硫反應(yīng)為一級反應(yīng),且表觀活化能為Ea=30kJ/mol。采用CTAB作為模板劑,V_2O_5作為活性組分,在CTAB/Si摩爾比0.04,Ti/Si摩爾比0.5,V/Si摩爾比0.05,600℃下焙燒合成的V-TiO_2-SiO_2催化劑具有良好的脫硫活性;在反應(yīng)溫度為70℃、反應(yīng)時間為70min、氧化劑用量為0.04mL、催化劑用量為0.01g時,脫硫率可達98.75%;V-TiO_2-SiO_2催化的氧化脫硫反應(yīng)為一級反應(yīng),反應(yīng)的表觀活化能為Ea=33.11kJ/mol。
【圖文】：

MIL-101(Cr)的結(jié)構(gòu)

具有比表面積和孔隙率高、孔徑成微孔、結(jié)構(gòu)可調(diào)、配位結(jié)構(gòu)獨，越來越受到學者的關(guān)注。相比于眾多 MOFs 材料，具有更大孔體積和比表面-101(Cr)同樣擁有良好的水熱穩(wěn)定性，并廣泛應(yīng)用于催化領(lǐng)域。本章以 MIL-1體，制備了一系列 V/MIL-101(Cr)催化劑，，并使用掃描電子顯微鏡（SEM）、射光譜儀（XRD）、NH3程序升溫吸附/脫附（NH3-TPD）、傅立葉紅外光譜儀（F征手段對催化劑進行分析；并對催化劑的氧化脫硫性能進行研究，主要考察了制備條件（礦化劑、釩組分來源、負載量等）、氧化脫硫反應(yīng)條件（氧化劑的劑、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間）等因素對催化劑活性的影響。 合成 MIL-101(Cr)礦化劑的篩選在 MIL-101(Cr)合成過程中，礦化劑的加入不僅能改變反應(yīng)混合液的酸度，還機配體的去質(zhì)子化能力以及配體的配位能力，從而影響 MIL-101(Cr)晶體的收等。分別選擇水、TMAOH、醋酸鈉（CH3COONa）、氫氟酸（HF）作為礦化IL-101(Cr)載體，考察礦化劑種類對合成的 MIL-101(Cr)形貌和產(chǎn)率的影響。首劑進行 SEM 分析，結(jié)果如圖 3.1 所示。a b
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ426;TE624.5

【參考文獻】

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本文編號：2598773