【摘要】：汽油中的含硫化合物在后續(xù)利用過程中會(huì)轉(zhuǎn)化為SO_x,危害環(huán)境,對(duì)其進(jìn)行深度脫除至關(guān)重要。然而,目前國內(nèi)外廣泛采用的加氫脫硫(HDS)技術(shù)難以深度脫除結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的噻吩類含硫化合物。在眾多脫硫方法中,吸附脫硫技術(shù)具有可常溫常壓下操作、脫硫精度高、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn),受到研究者的廣泛關(guān)注。已有研究表明,銀改性分子篩吸附劑對(duì)噻吩類含硫化合物有較好的吸附效果,銀在分子篩表面的存在形態(tài)有Ag-O-Si、Ag-O和Ag~0,但是上述形態(tài)銀與噻吩的作用方式有待進(jìn)一步深入研究。選取表面酸性弱、穩(wěn)定性好的SBA-15和MCM-41純硅分子篩為研究對(duì)象,通過改變銀氨溶液濃度及焙燒溫度,對(duì)所得Ag/SBA-15和Ag/MCM-41吸附劑中銀的含量和存在形態(tài)進(jìn)行了調(diào)變,采用XRD、氮吸附、ICP、SEM、XPS、UV-Vis對(duì)吸附劑的結(jié)構(gòu)、形貌、銀的含量及存在形態(tài)進(jìn)行了表征,通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)對(duì)吸附劑在噻吩-環(huán)己烷、噻吩-苯、四氫噻吩-環(huán)己烷、四氫噻吩-苯四種溶液中的脫硫性能進(jìn)行了測定,考察了制備條件對(duì)吸附劑脫硫性能的影響。在此基礎(chǔ)上,以Ag5/SBA-15和Ag5/MCM-41吸附劑為研究對(duì)象,測定了其對(duì)環(huán)己烷、苯、噻吩、四氫噻吩四種純物質(zhì)的飽和吸附量,并對(duì)吸附了噻吩或四氫噻吩的吸附劑在程序升溫過程中含硫化合物的釋放行為進(jìn)行了考察,對(duì)吸附機(jī)理進(jìn)行了揭示;選取硫原子電負(fù)性不同的噻吩、2-甲基噻吩和3-甲基噻吩為探針分子,通過對(duì)比吸附劑在噻吩-環(huán)己烷、2-甲基噻吩-環(huán)己烷、3-甲基噻吩-環(huán)己烷溶液中的脫硫效率,考察了吸附劑對(duì)硫原子電負(fù)性不同的含硫化合物的吸附性能。所得主要結(jié)論如下:(1)焙燒過程中,銀氨分解,銀氧化物的含量增加,但焙燒溫度較高會(huì)有部分銀團(tuán)聚,因而使得Ag/SBA-15和Ag/MCM-41吸附劑對(duì)噻吩和四氫噻吩的吸附性能隨焙燒溫度的增加呈現(xiàn)先增加后降低。吸附劑制備過程中,銀氨溶液進(jìn)入SBA-15和MCM-41分子篩孔道中,導(dǎo)致其比表面積(S_(BET))和孔體積(V)減小;隨焙燒溫度的增加,銀氨分解會(huì)導(dǎo)致吸附劑比表面積和孔體積增大;而銀投料量較大時(shí),吸附劑的比表面積和孔體積均降低。(2)相比SBA-15分子篩,MCM-41分子篩的比表面積較大,因而其表面硅羥基更多,當(dāng)銀氨溶液濃度相同時(shí),Ag/MCM-41吸附劑中的銀含量更高,使Ag/MCM-41吸附劑脫硫效率更高。而銀氨溶液濃度較高時(shí),由于SBA-15分子篩的最可幾孔徑較大,銀氨除了與硅羥基作用,還會(huì)存在于孔道內(nèi),進(jìn)而導(dǎo)致Ag10/SBA-15吸附劑的銀含量較高。(3)Ag5/SBA-15吸附劑對(duì)四種吸附質(zhì)的飽和吸附量大小為:四氫噻吩噻吩苯≈環(huán)己烷,Ag5/MCM-41吸附劑為:四氫噻吩噻吩≈苯環(huán)己烷。吸附劑中的Ag_2O通過π絡(luò)合作用吸附噻吩;Ag-O-Si通過S-Ag鍵作用吸附噻吩。(4)吸附劑對(duì)噻吩類硫化物的吸附性能與硫原子電負(fù)性呈正相關(guān)。當(dāng)噻吩環(huán)引入甲基后會(huì)增加吸附劑對(duì)其吸附量,吸附劑對(duì)含硫化合物的吸附能力大小為:四氫噻吩2-甲基噻吩3-甲基噻吩噻吩,甲基位于α位使硫原子電荷數(shù)增加更為明顯,電負(fù)性更強(qiáng),因此更利于發(fā)生化學(xué)吸附。
【圖文】：

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文化及裂化反應(yīng)，，以恢復(fù)汽油的辛烷值。但是此項(xiàng)技術(shù)由于烯烴催化加氫而氣，且在辛烷值恢復(fù)的過程中，部分大分子的烷烴會(huì)裂化為小分子氣體等降低[5]。S-Zorb 脫硫技術(shù)-Zorb 脫硫技術(shù)是由美國康菲公司開發(fā)的一種反應(yīng)吸附脫硫技術(shù)[6, 7]。它組應(yīng)器和連續(xù)再生技術(shù)，成功應(yīng)用于 FCC 汽油脫硫和柴油脫硫，是目前工的吸附脫硫技術(shù)。S-Zorb 工藝流程如圖 1-1 所示[7]，在臨氫條件下，將含附劑發(fā)生反應(yīng)，生成的硫化物吸附在吸附劑表面，而含碳物質(zhì)則轉(zhuǎn)化為烴的主要成分是 ZnO，還包括 Al2O3、SiO2和 NiO 等[6]。

圖 1-4 噻吩與 Ag 基吸附劑的 π 絡(luò)合原理圖[48]Figure 1-4 π complex schematic of thiophene and Ag-based sorbentKinley 等[23]研究了以 Ag+作為活性組分的 Ag+/SBA-15 和 Ag+/SiO2吸苯并噻吩（BT）和 4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）的吸附性能苯和 55％的己烷的混合溶液中，由于 Ag+與芳烴的 π 絡(luò)合作用會(huì)導(dǎo)致降低。周丹紅等[49]采用密度泛函理論研究了噻吩、苯并噻吩、二苯并噻基二苯并噻吩和苯（BN）在 Ag(I)-Y 吸附劑上的化學(xué)吸附，自然鍵軌噻吩是通過 π 絡(luò)合作用結(jié)合。圖 1-5 所示為它們?cè)?3T（－OAlO－Al(O)2OSi≡）模型上的吸附能，可以看出隨著含硫化合物分子共軛程度 模型上的吸附能增加；而在 16T 模型上，由于受到空間位阻的影響，，π 絡(luò)合作用的強(qiáng)弱與含硫化合物的共軛程度及吸附劑的空間位研究 Ag+負(fù)載聚苯乙烯(PS)納米纖維膜對(duì)噻吩的吸附性能，以 Ag2SO4上的銀(Ag+)是其吸附噻吩的活性位點(diǎn)。噻吩分子可以通過銀離子和噻
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE624.5;TQ424.25

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2707508