三核鉻簇配合物的染料吸附及催化氧化脫硫性能研究
發(fā)布時(shí)間:2017-03-22 20:13
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【摘要】:過(guò)渡金屬羧酸多核配合物常被用于金屬-有機(jī)骨架配位聚合物的合成,調(diào)控羧酸配體的結(jié)構(gòu)、尺寸和構(gòu)型,可以合成具有孔道結(jié)構(gòu)的類(lèi)分子篩型有機(jī)羧酸配合物。雜多酸(HPA)具有優(yōu)異的催化性能,廣泛應(yīng)用于酸催化和氧化還原催化等的反應(yīng)體系。本論文選取三核鉻構(gòu)筑的結(jié)構(gòu)單元與陰離子結(jié)合,制備了金屬有機(jī)凝膠和系列高活性氧化脫硫固體催化劑,并研究了自制復(fù)合材料的染料吸附和催化氧化脫硫性能。具體工作內(nèi)容如下:(1)以三核鉻為原料,采用溶劑熱法合成了一種金屬有機(jī)凝膠。采用FT-IR、XRD、TG和物理吸附等測(cè)試手段對(duì)其進(jìn)行表征。結(jié)果表明,該凝膠具有較好的孔結(jié)構(gòu)。通過(guò)吸附實(shí)驗(yàn)得出,該凝膠具有陽(yáng)離子框架,對(duì)陰離子染料有較普遍的吸收效果。能夠選擇性吸附陰、陽(yáng)離子混合溶液中的陰離子染料,也能夠凈化含有諸如甲基橙(MO)等陰離子的廢水。采用離子交換法可將吸附的陰離子置換出,所得凝膠經(jīng)過(guò)活化后可重復(fù)使用,且吸附能力沒(méi)有降低。該凝膠在水中具有較好的穩(wěn)定性和疏水性。(2)采用共沉淀法,設(shè)計(jì)合成了多酸陰離子與三核鉻大陽(yáng)離子鍵合的復(fù)合材料(Cr3-HPA),并將其用于催化氧化脫硫反應(yīng)。FT-IR、Raman、UV-Vis和XRD的表征結(jié)果證明,該類(lèi)催化材料的結(jié)構(gòu)中仍然保留完整的多酸陰離子骨架。以有機(jī)硫化物即乙硫醇、苯并噻吩和二苯并噻吩的正己烷溶液的氧化脫硫?yàn)樘结樂(lè)磻?yīng),研究了該系列新材料的催化氧化脫硫反應(yīng)性能。探討了反應(yīng)溫度、催化劑種類(lèi)和反應(yīng)時(shí)間等工藝條件對(duì)氧化脫硫性能的影響。結(jié)果表明,反應(yīng)溫度70℃和反應(yīng)時(shí)間3 h為最佳的工藝參數(shù);在優(yōu)化的反應(yīng)條件下,三核鉻結(jié)合二釩取代磷鉬酸具有最佳的催化脫硫效果。三種模型油脫硫率均達(dá)到99%以上。產(chǎn)物硫含量從原料的100.0 ppm降低到低于1.0 ppm。催化劑重復(fù)使用五次反應(yīng)活性仍未降低。
【關(guān)鍵詞】:氧化脫硫 雜多酸 固體催化劑 介孔材料 染料吸附
【學(xué)位授予單位】:遼寧師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:O641.4
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 1 文獻(xiàn)綜述8-25
- 1.1 離子型配合物概述8-16
- 1.1.1 配合物簡(jiǎn)介8-9
- 1.1.2 離子型配合物9-12
- 1.1.3 多孔結(jié)構(gòu)配合物的功能和用途12-14
- 1.1.4 配合物的凝膠14-16
- 1.2 多酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)用途16-18
- 1.2.1 多酸結(jié)構(gòu)16-17
- 1.2.2 多酸催化化學(xué)17-18
- 1.3 多酸基離子晶體的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)18-20
- 1.4 氧化脫硫技術(shù)20-23
- 1.4.1 氧化脫硫技術(shù)開(kāi)發(fā)的必要性20-21
- 1.4.2 氧化脫硫催化劑21-22
- 1.4.3 多酸基復(fù)合物氧化脫硫催化劑22-23
- 1.5 選題背景和研究意義23-25
- 2 實(shí)驗(yàn)部分25-29
- 2.1 試劑25
- 2.2 表征方法25-26
- 2.3 主要儀器26-27
- 2.4 染料吸附評(píng)價(jià)指標(biāo)27
- 2.5 氧化脫硫反應(yīng)27-29
- 2.5.1 反應(yīng)體系及各成分用量27
- 2.5.2 反應(yīng)裝置27-28
- 2.5.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)28-29
- 3 三核鉻簇配合物金屬有機(jī)凝膠的合成及其吸附性能研究29-42
- 3.1 前言29-30
- 3.2 凝膠的制備30-31
- 3.3 凝膠的表征31-34
- 3.3.1 紅外表征31-32
- 3.3.2 X射線粉末衍射表征32-33
- 3.3.3 熱重分析曲線33
- 3.3.4 物理吸附33-34
- 3.4 凝膠對(duì)染料的吸附性能評(píng)價(jià)34-41
- 3.4.1 凝膠對(duì)陰離子染料的普遍吸收34-36
- 3.4.2 凝膠對(duì)陰離子染料的選擇性吸收36-37
- 3.4.3 凝膠的重復(fù)使用37-39
- 3.4.4 柱層析分離39-40
- 3.4.5 水的凈化40-41
- 3.5 本章小結(jié)41-42
- 4 三核鉻簇配合物高效催化氧化脫硫反應(yīng)42-54
- 4.1 引言42
- 4.2 Cr_(3-)HPA催化劑的制備42-43
- 4.3 Cr_(3-)HPA催化劑的表征43-47
- 4.3.1 紅外表征43-44
- 4.3.2 熱重分析曲線44-45
- 4.3.3 拉曼光譜45-46
- 4.3.4 X射線粉末衍射表征46-47
- 4.3.5 固體紫外一可見(jiàn)漫反射光譜47
- 4.4 Cr_(3-)HPA系列催化劑催化氧化脫硫反應(yīng)性能評(píng)價(jià)47-52
- 4.4.1 反應(yīng)溫度對(duì)Cr_(3-)PMoV_2催化氧化脫硫反應(yīng)的影響47-48
- 4.4.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)Cr_(3-)PMoV_2催化氧化脫硫反應(yīng)的影響48
- 4.4.3 不同催化劑對(duì)氧化脫硫反應(yīng)的影響48-49
- 4.4.4 不同有機(jī)硫化物脫除的難易程度49-50
- 4.4.5 催化劑的循環(huán)使用50
- 4.4.6 空白實(shí)驗(yàn)50-52
- 4.5 本章小結(jié)52-54
- 結(jié)論54-55
- 參考文獻(xiàn)55-60
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況60-61
- 致謝61
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1 郭永剛;李元春;;柴油氧化脫硫技術(shù)的研究進(jìn)展[J];當(dāng)代石油石化;2006年03期
2 劉淑芝;孫蘭蘭;張曉麗;王寶輝;崔寶臣;;柴油氧化脫硫技術(shù)研究進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2007年02期
3 宗立遠(yuǎn);;柴油氧化脫硫技術(shù)的研究進(jìn)展[J];河北工業(yè)科技;2007年03期
4 李林;唐曉東;鄒雯p
本文編號(hào):262147
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