硫是原油中除了碳和氫外含量最多的元素,通常占原油質(zhì)量的0.05-14%。近年來,全球汽車數(shù)量的大幅度增加導(dǎo)致大量的SOx、NOx和顆粒物排放到空氣中,對人類的生活環(huán)境和身體健康造成極大影響,所以環(huán)境法規(guī)要求不斷降低柴油和汽油中硫含量。傳統(tǒng)的加氫脫硫技術(shù)(HDS)操作條件嚴苛,消耗大量的氫,難以去除噻吩類硫化物,還會造成辛烷值的損失,不適用于深度脫硫。吸附脫硫技術(shù)(ADS)是非傳統(tǒng)脫硫技術(shù)之一,具有操作條件溫和、投資少和選擇性高等優(yōu)勢,受到廣泛關(guān)注。常用的冗絡(luò)合吸附劑主要是Cu(Ⅰ)或Ag(Ⅰ)等過渡金屬離子負載的分子篩、活性炭、金屬氧化物和金屬有機骨架材料等。本文主要制備了以Cu(Ⅰ)負載沸石分子篩和Ag(Ⅰ)負載金屬有機骨架來探究兩種吸附劑對噻吩類硫化物的吸附性能。通過氨保護的離子交換法成功制備了 Cu(Ⅰ)改性的不同硅鋁比(Si/Al=1.23,2.30,5.30)沸石分子篩,并通過X射線粉末衍射(XRD)、場發(fā)射掃描電鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和等離子電感耦合分析(ICP)等分析手段對吸附劑進行表征,以噻吩或苯并噻吩作為硫化物模型,正辛烷作為溶劑的模擬油,分別通過靜態(tài)和動態(tài)吸附測試吸附劑的脫硫性能。結(jié)果表明:在含噻吩的模擬油中,Cu(Ⅰ)-Z-5.30吸附劑具有最好的脫硫性能,脫硫性能順序為Cu(Ⅰ)-Z-5.30Cu(Ⅰ)-Z-1.23Cu(Ⅰ)-Z-2.30。而在含苯并噻吩的模擬油中,Cu(Ⅰ)-Z-2.30具有最好的脫硫性能,脫硫性能順序為Cu(Ⅰ)-Z-2.30Cu(Ⅰ)-Z-5.30Cu(Ⅰ)-Z-1.23。為了得到同時具有高吸附容量和選擇性的吸附材料,本文合成了金屬有機骨架材料UiO-66,并且引入-S03H官能團,得到不同磺酸基含量的UiO-66-SO3H。通過離子交換法負載具有π絡(luò)合作用的Ag(Ⅰ),得到UiO-66-SO3Ag。通過EDS圖像分析證明了 Ag(Ⅰ)的存在,且均勻分布在材料中。通過靜態(tài)吸附試驗表明:磺酸基引入比例為0.15時,UiO-66-SO3Ag-0.15對噻吩的吸附效果最佳。不同磺酸基量吸附劑的吸附性能順序為:UiO-66-SO3Ag-0.15UiO-66-SO3Ag-0.20UiO-66-SO3Ag-0.10UiO-66-SO3Ag-0.05。通過模板劑原位自組裝的方法將缺陷位引入到UiO-66-SO3H,合成具有介孔結(jié)構(gòu)的多孔級金屬有機骨架材料H-UiO-66-S03H。與UiO-66-SO3H相比,H-UiO-66-SO3H具有更高的比表面積、孔尺寸和孔體積,通過與硝酸銀溶液離子交換得到H-UiO-66-SO3Ag。通過靜態(tài)吸附試驗表明:磺酸基引入比例為0.375時,H-UiO-66-SO3Ag-0.375對噻吩的吸附效果最佳。不同磺酸基量吸附劑的吸附性能順序為:H-UiO-66-SO3Ag-0.375H-UiO-66-SO3Ag-0.25H-UiO-66-SO3Ag-0.15。而當磺酸基引入比例為 0.25 時,H-UiO-66-SO3Ag-0.25對苯噻吩的吸附效果最佳。不同磺酸基量吸附劑的吸附性能順序為:H-UiO-66-SO3Ag-0.25H-UiO-66-SO3Ag-0.125H-UiO-66-SO3Ag-0.375。
【學(xué)位單位】：揚州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ424;TE624.55
【部分圖文】：

ＦＡＵ沸石分子篩由于具有高的比表面積、孔體積、良好的熱穩(wěn)定性及離子交換性能等??優(yōu)點得到廣泛的應(yīng)用。ＮａＹ型分子篩是最常用的商業(yè)吸附劑，可交換的陽離子占據(jù)在八面??體籠的ｓｉ、ｓｒ、ｓｎ、ｓｉｒ位（如圖３－１）［５５＿５７］。Ｃｕ（ｉ）只會占據(jù)ｙ型分子篩的ｓｒ和ｓｉｉ位，而??Ｓｒ位并不暴露在孔道中，不能吸附噻吩等大分子物質(zhì)［５８］。與ＮａＹ型分子篩相比，低硅鋁比??的Ｎａｘ型分子篩擁有更多的可交換的陽離子位，可占據(jù)在ｓｉ、ｓｒ、ｓｉｉ、ｓｉｒ、ｓｉｒ和ｓｉｉｉ??位，僅有ＳＩＩ和ｓｍ暴露與孔道中，可與吸附分子發(fā)生作用。??龜??圖３－１?ＦＡＵ分子篩中陽離子位置??Ｆｉｇ?３－１?Ｃａｔｉｏｎ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ?ｉｎ?ＦＡＵ?ｚｅｏｌｉｔｅｓ??Ｃｕ（Ｉ）改性ＦＡＵ分子篩需要在高溫下進行，遺憾的是Ｃｕ（Ｉ）改性ＮａＸ型分子篩在高溫??下不穩(wěn)定，溫度超過２００?°Ｃ時骨架坍塌本章實驗采取一種氨基保護的方法使改性后的??Ｘ型分子篩可以在高溫下保持穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)，同時探宄了?Ｃｕ（Ｉ）改性不同硅鋁比??（Ｓｉ／Ａｌ＝１．２３，?２．３０，５．３０）ＦＡＵ分子篩對噻吩和苯并噻吩的吸附脫硫性能的影響。??３．１吸附劑的制備??實驗中使用的母體分子篩為三種

?５０??２?ｔｈａｔｅ?（ｄｅｇｒｅｅ）??圖３－３初始分子篩和Ｃｕ（Ｉ）改性后分子篩的ＸＲＤ譜圖??Ｆｉｇ．?３－３?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ａｎｄ?ｍｏｄｉｆｉｅｄ?ｚｅｏｌｉｔｅｓ．??Ｉｉ??ｌ、＿?＾?＿??圖３－４?Ｃｕ（丨丨）Ｘ－１．２３Ｎ還原前⑷后（ｂ）的圖像，Ｃｕ（丨丨）Ｘ－１．２３還原前（ｃ）后（ｄ）的圖像??Ｆｉｇ．?３－４?Ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?Ｃｕ（ＩＩ）Ｘ－ｌ?．２３Ｎ?（ａ）?ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?（ｂ）?ａｆｔｅｒ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ．?Ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?Ｃｕ（ＩＩ）Ｘ－１．２３?（ｃ）ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?（ｄ）??ａｆｔｅｒ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ．??圖３－３為未改性分子篩和Ｃｕ（Ｉ）改性后分子篩的ＸＲＤ譜圖，可以看出銅氨保護的Ｘ和??Ｙ型分子篩在改性后與改性前的圖譜基本一致，分子篩的特征峰沒有變化，說明分子篩在??經(jīng)過離子交換和高溫還原后骨架結(jié)構(gòu)沒有變化，也沒有出現(xiàn)Ｃｕ及Ｃｕ氧化物的特征峰，表??明Ｃｕ高度分散在分子篩上。與未改性分子篩相比

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本文編號：2875925