近些年來(lái),燃油的大量使用給環(huán)境和人類健康造成了許多危害,因此,世界各國(guó)制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)限制燃油中的硫含量。工業(yè)生產(chǎn)中常用的加氫脫硫?qū)α虼�、硫醚和二硫化物等有著較好的脫除活性,但是噻吩類及其衍生物由于其電子云密度以及空間位阻等因素的影響,屬于加氫脫硫難以除去的典型硫化物。因此,非加氫脫硫受到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注,例如萃取脫硫、生物脫硫、氧化脫硫等。其中氧化脫硫因其反應(yīng)條件溫和,對(duì)芳香族硫化物脫除效果好,是一種非常具有應(yīng)用前景的脫硫方法。另外,負(fù)載型離子液體催化劑作為一種高催化效率的多相催化劑被廣泛用于氧化脫硫領(lǐng)域。本論文首先通過(guò)浸漬法將離子液體[(C_(18)H_(37))_2N(CH_3)_2]_3PW_(12)O_(40)負(fù)載到磁性介孔硅(MMS)上,并通過(guò)紅外光譜(FT-IR)、拉曼光譜(Raman)表征證明了離子液體的成功負(fù)載,并且負(fù)載前后結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。同時(shí)通過(guò)透射電鏡(TEM)和N_2吸附-脫附證明了磁性核殼介孔硅載體的成功合成,并且負(fù)載后對(duì)其介孔性能影響不大。將合成的催化劑[(C_(18)H_(37))_2N(CH_3)_2]_3PW_(12)O_(40)/MMS用于燃油的催化氧化深度脫硫研究。實(shí)驗(yàn)研究表明,在最佳條件下,催化劑[(C_(18)H_(37))_2N(CH_3)_2]_3PW_(12)O_(40)/MMS在120 min內(nèi)能使4,6二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)的脫除率達(dá)到96.3%。催化劑易分離并且在循環(huán)7次后仍有較好的硫化物脫除效果。通過(guò)紅外光譜(FT-IR)分析了反應(yīng)后的催化劑,證實(shí)了4,6-DMDBT氧化后的產(chǎn)物是4,6-DMDBTO_2,同時(shí)對(duì)催化反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行了推測(cè)。由于載體磁性介孔硅(MMS)親水性較強(qiáng),導(dǎo)致催化劑與油相接觸不充分,因此通過(guò)改進(jìn)載體的親疏水性以期獲得更快的反應(yīng)速率。實(shí)驗(yàn)通過(guò)浸漬法將離子液體[(C_4H_9)_3NCH_3]_3PMo_(12)O_(40)負(fù)載到表面潤(rùn)濕性不同的磁性核殼介孔硅載體上,并通過(guò)表征證明了離子液體的成功負(fù)載,并且負(fù)載前后結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。接觸角證明表面粗糙的磁性核殼介孔硅(RS-MMS)比表面平滑的磁性介孔硅(SS-MMS)有著更好的親水-疏水平衡。將得到的催化劑用于燃油的氧化脫硫中,實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)催化劑[(C_4H_9)_3NCH_3]_3PMo_(12)O_(40)/RS-MMS相比于催化劑[(C_4H_9)_3NCH_3]_3PMo_(12)O_(40)/SS-MMS有著更好的脫硫活性和脫硫速率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在最佳反應(yīng)條件下,催化劑[(C_4H_9)_3NCH_3]_3PMo_(12)O_(40)/RS-MMS在50 min內(nèi)能使4,6-DMDBT達(dá)到100%的脫除,催化劑分離容易并且循環(huán)5次后仍有較好的脫硫效果。在氧化脫硫反應(yīng)中,氧化劑的選擇是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。前期的氧化脫硫工作大多都選擇H_2O_2作為氧化劑,但H_2O_2不穩(wěn)定、運(yùn)輸儲(chǔ)存不方便,同時(shí)反應(yīng)可能會(huì)造成雙相問(wèn)題,對(duì)其工業(yè)應(yīng)用有一定影響。氧氣因其成本低、易獲得、綠色安全等優(yōu)點(diǎn)受到了越來(lái)越多的研究人員關(guān)注。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)浸漬法將離子液體[(C_8H_(17))_3NCH_3]_3PMo_(12)O_(40)負(fù)載到磁性介孔硅(γ-MMS)上,得到了四種不同負(fù)載量的催化劑。將催化劑[(C_8H_(17))_3NCH_3]_3PMo_(12)O_(40)/γ-MMS運(yùn)用于活化氧氣催化氧化脫硫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在最佳條件下,催化劑[(C_8H_(17))_3NCH_3]_3PMo_(12)O_(40)/γ-MMS在5 h內(nèi)能使二苯并噻吩(DBT)達(dá)到100%的脫除。催化劑分離容易并且循環(huán)4次后仍有較好的脫硫效果。對(duì)催化劑[(C_8H_(17))_3NCH_3]_3PMo_(12)O_(40)/γ-MMS活化氧氣氧化脫硫進(jìn)行了機(jī)理的探究,提出了多金屬氧酸鹽活化氧氣的可能機(jī)理,并通過(guò)紅外對(duì)反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)行了分析。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE624.9;TE626.24
【部分圖文】：

[57]以MCM-41為載體，采用嫁接法實(shí)現(xiàn)了Fenton類離子液體的成功負(fù)載，催化劑的合成路線如圖1.3所示，將其用于脫除模型油中的含硫化合物。通過(guò)表征對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明類Fenton離子液體成功負(fù)載到介孔材料MCM-41上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，[pmim]FeCl4-MCM-41表現(xiàn)出極好的催化活性。通過(guò)紅外表征對(duì)反應(yīng)后的催化劑與新鮮的催化劑進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)它們的出峰位置一致，這表明[pmim]FeCl4-MCM-41是一種耐用催化劑。Xu等人[58]基于一定的設(shè)計(jì)策略，通過(guò)剝離/接枝/組裝工藝合成了一種新型的多金屬氧酸鹽基離子液體接枝層狀雙氫氧化物(LDHs)復(fù)合材料。該催化劑對(duì)DBT有著極好的活性并且可以容易地回收，在重復(fù)使用至少十次后其催化活性沒(méi)有明顯降低。這可以歸因于底物和活性位點(diǎn)空間接近和通過(guò)共價(jià)鍵合將離子液體固定在LDH上。圖1.3 在MCM-41上負(fù)載鐵基離子液體[57]Fig. 1.3 Preparation of iron-based ionic liquid on the MCM-41Safa等人[59]通過(guò)使用溶膠-凝膠法將離子液體1-辛基-3-甲基咪唑硫酸氫鹽([Omim][HSO4])負(fù)載在硅膠基質(zhì)中制備新穎的非均相催化劑

圖1.4 Fe3O4@nSiO2@mSiO2的形成[67]Fig. 1.4 The formation of Fe3O4@nSiO2@mSiO2microspheres隨著磁性核殼結(jié)構(gòu)的研究越來(lái)越深入，其在眾多研究領(lǐng)域如生物醫(yī)學(xué)、磁流體、催化反應(yīng)、核磁共振成像、環(huán)境保護(hù)等方面也得到了廣泛的關(guān)注[68, 69]。Covaliu等人[70]采用兩步法獲得涂覆有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚乙二醇(PEG)生物聚合物的鈷鐵氧體(CoFe2O4)顆粒的單分散核-殼混合納米顆粒。首先由PVP作為軟模板通過(guò)共沉淀法合成平均粒徑為21 nm的CoFe2O4，然后用PVP或PEG生物聚合物包裹。所有合成的雜化物適用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。測(cè)試未涂覆的鈷鐵氧體納米顆粒和相應(yīng)的雜合體對(duì)枯草桿菌、綠膿桿菌、大腸桿菌、沙門氏菌等都是無(wú)毒的，這證明了CoFe2O4是一種很好的載體。Lavorato等人[71]合成了雙功能的CoFe2O4/ZnO核殼納米粒子。結(jié)構(gòu)表征證實(shí)，該系統(tǒng)由近似至7 nm的CoFe2O4核心形成，核心被包封在近似1.5 nm厚的半導(dǎo)體

圖 2.4 載體與催化劑的透射電鏡分析Fig. 2.4 TEM images of (a,b) MMS, (c,d) [(C18H37)2N(CH3)2]3PW12O40/MMS化劑的 N2吸附-脫附分析 2.5 是對(duì)載體與負(fù)載后的催化劑做的 N2吸附-脫附等溫線(A)和 (B)。從圖 A 可以看到，載體與負(fù)載后的催化劑的 N2吸附-脫附 IV 型等溫曲線，并且呈現(xiàn)出 H1 型回滯環(huán)，說(shuō)明這兩個(gè)樣品是，并且孔徑分布均一[86, 87]。此外，兩個(gè)樣品的等溫曲線磁回滯區(qū)(P0> 0.8)，說(shuō)明該材料還含有一定的堆積孔。通過(guò) BJH 模型對(duì)進(jìn)行了分析。如圖 B 所示，載體與催化劑的孔徑分布分別為 2.2 明這些材料具有較為均一的孔徑，同時(shí)，在負(fù)載離子液體之后
【參考文獻(xiàn)】

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2 張皖;張志芳;李玲;唐林;;國(guó)內(nèi)外車用汽油標(biāo)準(zhǔn)探析[J];交通節(jié)能與環(huán)保;2014年01期

3 楊波,田松柏,趙杉林;不同形態(tài)硫化合物腐蝕行為的研究[J];腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù);2004年06期

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本文編號(hào)：2860719