多酸固載型催化劑的制備及其氧化脫硫性能的研究
發(fā)布時間：2021-12-08 23:39
近年來,隨著社會的高速進步和經(jīng)濟的快速發(fā)展,機動車輛的使用頻率越來越高,大氣環(huán)境污染也變得嚴(yán)重,如城市的霧霾,這與燃燒含有大量硫、氮化合物的燃油產(chǎn)生的硫、氮氧化物和固體顆粒物關(guān)系甚大。因此,降低燃油中硫化物的含量變成了人類急需解決的問題。在目前的燃油脫硫手段中,氧化脫硫因為操作和反應(yīng)條件不嚴(yán)苛、成本低以及對雜環(huán)類的硫化物去除效率高而備受國內(nèi)外研究者們的關(guān)注。氧化脫硫反應(yīng)的重點就是開發(fā)出催化活性高效的催化劑,由于雜多酸具有獨特的布朗斯特酸性、優(yōu)異的氧化還原性、性能可調(diào)節(jié)性以及獨特的反應(yīng)場等精良特性常用于氧化脫硫方法中。然而由于雜多酸本身比表面積低、易溶于水和有機溶劑致使難以回收等缺點,所以設(shè)計開發(fā)可以提高雜多酸催化活性和易回收的新型雜多酸催化劑成為氧化脫硫技術(shù)的熱點。本論文設(shè)計合成了鈰摻雜分子篩MCM-41和磁性MOF作為多孔載體對雜多酸進行固定的兩個系列固載型多酸催化劑,并且用于模擬燃油氧化脫硫反應(yīng)的研究中。首先,通過酸化-萃取法制備了五種Keggin型磷鎢釩雜多酸H3+XPW12-XVXO40?y...
【文章來源】：西北大學(xué)陜西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：106 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
二苯并噻吩的氧化脫硫反應(yīng)
第一章緒論9是雜多酸研究過程中的一座里程碑。另外，1：6型的Anderson結(jié)構(gòu)和2：18型的Dawson結(jié)構(gòu)分別于1937年和1953年由美國科學(xué)家Anderson和Dawson分別提出其結(jié)構(gòu)。其他結(jié)構(gòu)的雜多酸相繼問世，具體結(jié)構(gòu)類型、組成以及示意圖如表1.4所示。Keggin結(jié)構(gòu)型雜多酸由于結(jié)構(gòu)最為穩(wěn)定、制備步驟簡單以及非凡的催化活性使其被廣大研究者關(guān)注。Keggin雜多酸的結(jié)構(gòu)通式是：XM12O40，其中X代表中心雜原子，M代表多原子。在本結(jié)構(gòu)中，中心雜原子與四個氧原子結(jié)合成四面體即XO4；每個八面體MO6是由一個多原子與六個氧原子形成，且這樣的三個八面體為以共邊相連形成一組三金屬簇M3O10；共有四組三金屬簇，每組之間以及與中心PO4以共角的方式相連接；其中的氧原子可分為四種：中心四面體氧Oa；不同組三金屬簇共角橋氧Ob；同組三金屬簇共邊橋氧Oc；八面體MO6中的非共用端氧Od。圖1.2Keggin雜多酸的結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1.2TheschematicdiagramofKegginPOMs
第一章緒論13附、離子交換等領(lǐng)域[73-75]。圖1.3M41S分子篩家族（a）MCM-41、（b）MCM-48和（c）MCM-50孔結(jié)構(gòu)示意圖[69]Fig.1.3Theschematicdiagramof(a)MCM-41,(b)MCM-48and(c)MCM-50ofM41Sfamily1.4.2分子篩MCM-41在氧化脫硫反應(yīng)中的應(yīng)用進展MCM-41由于高的比表面積、大的孔容孔徑以及好的穩(wěn)定性被廣泛應(yīng)用于氧化脫硫反應(yīng)中。D.Xie等[76]人報道了[C18H37N(CH3)3]4[H2SeIV3W6O34]雜多酸負(fù)載于氨基功能化的MCM-41制得脫硫催化劑，H2O2作為氧化劑，對硫濃度為500ppm的模擬燃油進行氧化脫硫測試，當(dāng)反應(yīng)溫度為65℃、氧化劑和催化劑用量分別為DBT物質(zhì)的量的6倍和0.015倍以及反應(yīng)時間為120min后對DBT的脫硫率達(dá)到98.7%，并且連續(xù)循環(huán)5次還能達(dá)到85%以上。P.Sikarwar等[77]人通過初濕含浸法將三氧化鉬負(fù)載到MCM-41孔道中制備得到催化劑Mo/MCM-41，TBHP作為氧化劑，對硫濃度為600mg/L的模擬燃油進行氧化脫硫測試，當(dāng)催化劑負(fù)載量為10wt%，催化劑用量6g/L，氧化劑用量為理論值，反應(yīng)溫度60℃以及反應(yīng)時間為3h之后對燃油的脫硫率達(dá)到94%，并且可以連續(xù)循環(huán)使用4次。A.Teimouri等[78]人通過浸漬法將三氧化鉬和五氧化二釩負(fù)載于MCM-41制備得到固載型雙金屬氧化物催化劑MoO3/V2O5/MCM-41，氧化劑為H2O2，對模擬燃油的脫硫率達(dá)到99.06%。P.Polikarpova等[79]人通過浸漬法合成了過渡金屬（Mo、W、V）修飾MCM-41，得到三種固載型催化劑：Mo-MCM-41、W-MCM-41和V-MCM-41，氧化劑H2O2，對硫濃度為730ppm的模擬燃油脫硫測試，發(fā)現(xiàn)W-MCM-41的催化性能最佳。接著采用催化劑W40-MCM-41（40指MCM-41和金屬W的摩爾比）在反應(yīng)溫度為60℃、H2O2與S的摩爾比為4以及反應(yīng)時間為2h后對模擬燃油中DBT的脫硫率達(dá)到100%，然而
【參考文獻】：
期刊論文
[1]深共融溶劑在燃油脫除有機硫化物中的應(yīng)用[J]. 崔穎娜,包明,李長平. 化工進展. 2019(03)
[2]生物脫硫在沼氣凈化中的研究進展[J]. 楊森林,許云,趙曉輝,鐘林濤,李彥汝. 環(huán)境衛(wèi)生工程. 2019(01)
[3]關(guān)于汽車保有量發(fā)展的碎片思考[J]. 朱盛鐳. 上海汽車. 2018(12)
[4]石油煉制中的加氫技術(shù)問題探析[J]. 李小輝. 中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2018(23)
[5]淺析中國的酸雨分布現(xiàn)狀及其成因[J]. 蔡朋程. 科技資訊. 2018(15)
[6]12-Tungstophosphoric acid niched in Zr-based metal-organic framework:a stable and efficient catalyst for Friedel-Crafts acylation[J]. Latif Ullah,Guoying Zhao,Zichen Xu,Hongyan He,Muhammad Usman,Suojiang Zhang. Science China（Chemistry）. 2018(04)
[7]全國奔“國五”[J]. 王蘭. 汽車觀察. 2017(01)
[8]脫除油品中噻吩類硫化物的研究進展[J]. 趙陽,張君濤,申智兵,默云娟,陳英敦. 當(dāng)代化工. 2015(12)
[9]2017年底前全國供應(yīng)國五標(biāo)準(zhǔn)汽柴油[J]. 石油化工腐蝕與防護. 2013(05)
[10]FCC汽油加氫脫硫工藝技術(shù)研究進展[J]. 高道偉,段愛軍,趙震,鄧云川. 石油與天然氣化工. 2013(03)
碩士論文
[1]Py/MOF吸附劑制備及其脫硫性能研究[D]. 李曉娟.東北石油大學(xué) 2018
[2]基于低共熔溶劑的新型吸附劑合成及其在吸附脫硫中的應(yīng)用[D]. 朱思文.江蘇大學(xué) 2017
[3]新型萃取/氧化型離子液體的合成及其在燃油脫硫中的應(yīng)用研究[D]. 謝盼輝.青島科技大學(xué) 2016
本文編號：3529468
【文章來源】：西北大學(xué)陜西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：106 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
二苯并噻吩的氧化脫硫反應(yīng)
第一章緒論9是雜多酸研究過程中的一座里程碑。另外，1：6型的Anderson結(jié)構(gòu)和2：18型的Dawson結(jié)構(gòu)分別于1937年和1953年由美國科學(xué)家Anderson和Dawson分別提出其結(jié)構(gòu)。其他結(jié)構(gòu)的雜多酸相繼問世，具體結(jié)構(gòu)類型、組成以及示意圖如表1.4所示。Keggin結(jié)構(gòu)型雜多酸由于結(jié)構(gòu)最為穩(wěn)定、制備步驟簡單以及非凡的催化活性使其被廣大研究者關(guān)注。Keggin雜多酸的結(jié)構(gòu)通式是：XM12O40，其中X代表中心雜原子，M代表多原子。在本結(jié)構(gòu)中，中心雜原子與四個氧原子結(jié)合成四面體即XO4；每個八面體MO6是由一個多原子與六個氧原子形成，且這樣的三個八面體為以共邊相連形成一組三金屬簇M3O10；共有四組三金屬簇，每組之間以及與中心PO4以共角的方式相連接；其中的氧原子可分為四種：中心四面體氧Oa；不同組三金屬簇共角橋氧Ob；同組三金屬簇共邊橋氧Oc；八面體MO6中的非共用端氧Od。圖1.2Keggin雜多酸的結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1.2TheschematicdiagramofKegginPOMs
第一章緒論13附、離子交換等領(lǐng)域[73-75]。圖1.3M41S分子篩家族（a）MCM-41、（b）MCM-48和（c）MCM-50孔結(jié)構(gòu)示意圖[69]Fig.1.3Theschematicdiagramof(a)MCM-41,(b)MCM-48and(c)MCM-50ofM41Sfamily1.4.2分子篩MCM-41在氧化脫硫反應(yīng)中的應(yīng)用進展MCM-41由于高的比表面積、大的孔容孔徑以及好的穩(wěn)定性被廣泛應(yīng)用于氧化脫硫反應(yīng)中。D.Xie等[76]人報道了[C18H37N(CH3)3]4[H2SeIV3W6O34]雜多酸負(fù)載于氨基功能化的MCM-41制得脫硫催化劑，H2O2作為氧化劑，對硫濃度為500ppm的模擬燃油進行氧化脫硫測試，當(dāng)反應(yīng)溫度為65℃、氧化劑和催化劑用量分別為DBT物質(zhì)的量的6倍和0.015倍以及反應(yīng)時間為120min后對DBT的脫硫率達(dá)到98.7%，并且連續(xù)循環(huán)5次還能達(dá)到85%以上。P.Sikarwar等[77]人通過初濕含浸法將三氧化鉬負(fù)載到MCM-41孔道中制備得到催化劑Mo/MCM-41，TBHP作為氧化劑，對硫濃度為600mg/L的模擬燃油進行氧化脫硫測試，當(dāng)催化劑負(fù)載量為10wt%，催化劑用量6g/L，氧化劑用量為理論值，反應(yīng)溫度60℃以及反應(yīng)時間為3h之后對燃油的脫硫率達(dá)到94%，并且可以連續(xù)循環(huán)使用4次。A.Teimouri等[78]人通過浸漬法將三氧化鉬和五氧化二釩負(fù)載于MCM-41制備得到固載型雙金屬氧化物催化劑MoO3/V2O5/MCM-41，氧化劑為H2O2，對模擬燃油的脫硫率達(dá)到99.06%。P.Polikarpova等[79]人通過浸漬法合成了過渡金屬（Mo、W、V）修飾MCM-41，得到三種固載型催化劑：Mo-MCM-41、W-MCM-41和V-MCM-41，氧化劑H2O2，對硫濃度為730ppm的模擬燃油脫硫測試，發(fā)現(xiàn)W-MCM-41的催化性能最佳。接著采用催化劑W40-MCM-41（40指MCM-41和金屬W的摩爾比）在反應(yīng)溫度為60℃、H2O2與S的摩爾比為4以及反應(yīng)時間為2h后對模擬燃油中DBT的脫硫率達(dá)到100%，然而
【參考文獻】：
期刊論文
[1]深共融溶劑在燃油脫除有機硫化物中的應(yīng)用[J]. 崔穎娜,包明,李長平. 化工進展. 2019(03)
[2]生物脫硫在沼氣凈化中的研究進展[J]. 楊森林,許云,趙曉輝,鐘林濤,李彥汝. 環(huán)境衛(wèi)生工程. 2019(01)
[3]關(guān)于汽車保有量發(fā)展的碎片思考[J]. 朱盛鐳. 上海汽車. 2018(12)
[4]石油煉制中的加氫技術(shù)問題探析[J]. 李小輝. 中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2018(23)
[5]淺析中國的酸雨分布現(xiàn)狀及其成因[J]. 蔡朋程. 科技資訊. 2018(15)
[6]12-Tungstophosphoric acid niched in Zr-based metal-organic framework:a stable and efficient catalyst for Friedel-Crafts acylation[J]. Latif Ullah,Guoying Zhao,Zichen Xu,Hongyan He,Muhammad Usman,Suojiang Zhang. Science China（Chemistry）. 2018(04)
[7]全國奔“國五”[J]. 王蘭. 汽車觀察. 2017(01)
[8]脫除油品中噻吩類硫化物的研究進展[J]. 趙陽,張君濤,申智兵,默云娟,陳英敦. 當(dāng)代化工. 2015(12)
[9]2017年底前全國供應(yīng)國五標(biāo)準(zhǔn)汽柴油[J]. 石油化工腐蝕與防護. 2013(05)
[10]FCC汽油加氫脫硫工藝技術(shù)研究進展[J]. 高道偉,段愛軍,趙震,鄧云川. 石油與天然氣化工. 2013(03)
碩士論文
[1]Py/MOF吸附劑制備及其脫硫性能研究[D]. 李曉娟.東北石油大學(xué) 2018
[2]基于低共熔溶劑的新型吸附劑合成及其在吸附脫硫中的應(yīng)用[D]. 朱思文.江蘇大學(xué) 2017
[3]新型萃取/氧化型離子液體的合成及其在燃油脫硫中的應(yīng)用研究[D]. 謝盼輝.青島科技大學(xué) 2016
本文編號：3529468
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