模拟燃油脱硫中原位产生过氧化氢的影响

采用水热法和浸渍法制备了Pd/MIL-101(Cr)催化剂,考察了Pd的负载量、催化剂用量、反应温度、V(异丙醇)∶V(乙腈)等对原位产生过氧化氢的影响;并在最佳反应条件下,对含100 mg/kg二苯并噻吩的模拟燃油进行脱硫实验,测定原位产生过氧化氢后的脱硫率。实验结果表明,以Pd/MIL-101(Cr)为催化剂构建的模拟燃油反应可以实现原位产生过氧化氢,在反应温度50℃、V(异丙醇)∶V(乙腈)=1∶1、Pd负载量25%(w)的催化剂Pd/MIL-101(Cr)用量为0.1 g的最佳条件下反应10 min时,过氧化氢含量可达36.117 mg/L,模拟燃油脱硫率可达到95.1%,实现了模拟燃油的深度脱硫。

金属掺杂炭气凝胶的制备及其在燃油脱硫中的应用

随着"低碳环保"观念的日益深入人心,各国政府不断出台日益严格的燃油含硫标准来有效控制燃油中的含硫化合物所带来的环境污染。传统的加氢脱硫可有效脱除燃油中的非噻吩类硫化物,但却很难脱除噻吩(thiophene)、苯并噻吩(benzothiophene,BT)、二苯并噻吩(dibenzothiophene,DBT)及其衍生物等。为此,开发了一种吸附脱硫的新方法。制备了3种金属掺杂的炭气凝胶,并考察了该产物对含硫模拟油的吸附脱硫性能。间苯二酚与甲醛在含有金属离子的水溶液中缩聚,经过常压干燥以及N2氛下的高温炭化制备了铜,银,镍3种金属掺杂的炭气凝胶。采用物理吸附仪对典型样品的比表面积、孔径和孔容进行了表征。结果表明,所得样品均具有较大的比表面积,最大的达到了574.1 m2/g,最小的也有460.6 m2/g;而所有样品的孔径都在1.900nm左右。将所制备的炭气凝胶应用于模拟汽油脱硫,采用高效液相色谱法分析脱硫效果,发现不同金属含量、不同制备条件所得样品的脱硫效果差别很大,最大的脱硫效率高达85.64%.

聚合金属酞菁仿生催化氧化燃油脱硫性能研究

采用水热技术制备了聚合金属酞菁脱硫催化剂(MPPcTc,M=Mn^(2+)、Fe^(2+)、Co^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)),利用红外光谱仪和紫外-可见分光光度计对催化剂结构进行了表征。在自然光照下,以空气中的氧分子为氧化剂,建立仿生催化氧化燃油脱硫体系,评价了催化剂对模拟燃油中噻吩的脱除活性,探讨了酞菁环共轭结构对催化氧化脱硫性能的影响。结果表明,在常温、常压下催化氧化3 h后,噻吩脱除率最高可达94.17%,实现了深度脱硫;随着酞菁环共轭体系的增大,催化活性显著提高。

光催化氧化燃油脱硫/脱氮研究进展

燃油中的硫化物和氮化物是造成环境污染,发动机使用寿命缩短和影响燃油品质的主要物质之一,因此,燃油深度脱硫和脱氮受到极大关注。光催化氧化燃油脱硫脱氮技术因其具有温和的操作条件、环境友好、低能耗等优点备受各国科研工作者的瞩目。介绍了近几年来国内外光催化燃油脱硫脱氮催化剂的研究现状,并对其在燃油脱硫/脱氮领域的应用和影响性能的因素进行了总结。

多孔结构Bi_2WO_6光催化剂的制备及其模拟燃油催化氧化脱硫活性

采用水热法合成了多孔结构Bi2WO6光催化剂,借助X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱(EDS)、紫外可见漫反射(UV-Vis-DRS)、N2吸附/脱附等测试手段对样品的物相组成、形貌、比表面孔径分布和光吸收特性等进行了表征。考察了水热温度、水热反应时间对Bi2WO6的形貌、比表面孔径分布和光吸收特性影响,并探讨了Bi2WO6光催化剂对模拟燃油的脱硫活性。结果表明,在强酸性条件下水热温度和水热时间对Bi2WO6的形貌、比表面积和催化活性影响显著,190℃水热反应2 h所得Bi2WO6为新颖的鸟巢状微晶,且鸟巢状Bi2WO6由片层状二级结构组装而成。XRD和EDS表明,鸟巢状结构的Bi2WO6为正交晶系,纯度较高。N2吸附脱附测试结果表明,鸟巢状Bi2WO6具有多孔结构,孔主要分布在10 nm,比表面积大约为17.49 m2/g。催化活性测试结果表明,三维介孔结构Bi2WO6具有较好的模拟燃油脱硫效果,在空气流量为100 mL/min,催化剂加入量为1.2 g/L,可见光照射180 min,模拟汽油脱硫率高达91.2%,且催化剂的稳定性能较好。

非硫有机组分对Pd/MIL-101(Cr)复合材料氧化脱硫性能的影响

以Pd/MIL-101(Cr)为催化剂,在非硫有机组分(环己烷、环己烯、1-辛烯、对二甲苯)存在的情况下,考察了反应时间、催化剂质量、反应温度等因素对脱硫效率的影响,并通过分析脱硫后Pd/MIL-101(Cr)的红外光谱阐述其作用机理。结果表明,在Pd/MIL-101(Cr)质量为0.1 g、温度为50℃、非硫有机组分占油样的质量分数为5%~10%时,脱硫效率达到最高。由红外光谱分析可知,环己烯、1-辛烯和对二甲苯会占据Pd/MIL-101(Cr)上的活性位点,而且对二甲苯还会与体系中原位产生的氧化物发生反应,使脱硫效率从76.27%降到39.07%。

三种燃油原位脱硫反应体系的构建及对比研究

以异丙醇为相转移剂构建了3种可以实现模拟燃油原位氧化脱硫的反应体系,通过改变体系中试剂的体积比,确定最佳的反应体系为异丙醇-乙腈反应体系且体积比为1∶1。在最佳反应体系下,利用单因素法分别考察了Pt/C质量、助剂种类、模拟燃油初始硫质量分数以及有机硫化物的种类对脱硫效果的影响,并进行了新构建的燃油脱硫反应体系的动力学分析。结果表明,3种反应体系的模拟燃油脱硫率从高到低依次为:异丙醇-乙腈>异丙醇-DMF>异丙醇-去离子水,且最佳配比为1∶1;在0.15 g Pt/C催化剂的作用下,模拟燃料油的脱硫效果最好。KOH在4种酸碱添加剂中脱硫效果最好,初始硫质量分数对脱硫效果影响很小;在相同的反应条件下,去除不同硫化物的效果是:DBT>4,6-DMDBT>BT。

离子液体对燃油含硫化合物的萃取性能研究

在合成离子液体[Bmim]PF6的基础上,考察了萃取脱硫时间、温度、溶剂比等因素对含硫体系燃油脱硫率的影响。[Bmim]PF6萃取脱硫平衡速度很快,只需1min。[Bmim]PF6萃取脱硫适宜的操作温度为30～40℃,对噻吩类含硫化合物分配系数可达到0.4～0.5,通过4级萃取脱硫率可以达到80%以上。

金属酞菁/TiO_2的制备及脱硫性能研究

以钛酸丁酯和酞菁配合物为原料,采用溶剂热法制备金属酞菁/TiO_2(MPc/TiO_2)脱硫催化剂。利用XRD、FTIR、PL、SEM以及XPS等进行表征,研究催化剂对燃油中噻吩类含硫化合物的脱除性能。结果表明,MPc/TiO_2中TiO_2结晶度好,具有片层状结构,酞菁配合物分子与半导体形成穿插结构,共同促进晶体的生长,在紫外光下照射3 h,ZnPc-TiO_2的脱硫率最高可达98.54%。

介孔-大孔HPW/TiO_(2)催化剂的制备及其催化氧化脱硫性能的研究

为了有效降低SO_(2)在环境中的排放,以嵌段共聚物F127和新合成的PMMA微球为双模板,采用溶胶-凝胶法制备了三维有序介孔-大孔x-HPW/TiO_(2)催化剂。利用扫描电镜、透射电镜、氮气吸附-脱附、X射线衍射和红外光谱研究了其结构,并考察了其催化氧化燃油中有机硫的性能。结果表明,x-HPW/TiO_(2)催化剂中存在高度有序的介孔-大孔结构,Keggin结构的HPW均匀分散在TiO_(2)孔道骨架中。该催化剂在常压、60℃下可使燃油中的二苯并噻吩(DBT)催化氧化完全,循环使用6次后对DBT的去除率仍可达到96%。

三维有序大孔HPW/Al_(2)O_(3)催化剂制备及其催化氧化脱硫性能

以新制备的聚苯乙烯(PS)为胶晶模板,合成大孔直径约250nm的三维有序大孔磷钨酸/Al_(2)O_(3)(3DOM HPW/Al_(2)O_(3))催化剂。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N_(2)吸附-脱附、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱仪(FT-IR)研究其结构,并评价其催化氧化性能。结果表明:该催化剂大孔(250nm)相互连通,Keggin结构的HPW分子均匀分布在Al_(2)O_(3)大孔框架结构中。其催化氧化性能在60℃条件下3h可将模拟燃油中98.5%的二苯并噻吩氧化成相应的砜,回收循环性能优秀,回收循环使用12次性能仅下降3%。

金属有机骨架材料MOF-5上噻吩硫化物的吸附分离

将金属有机骨架材料应用于燃油深度脱硫研究。采用水热法合成了金属有机骨架材料MOF-5,利用XRD、N2吸附和SEM等技术对其结构进行了表征。通过测定固定床吸附穿透曲线,考察了模型燃油类型对MOF-5吸附分离噻吩效果的影响。结果表明,MOF-5对硫化物的吸附容量超过了文献报道;在脂肪油中其穿透容量和饱和容量质量分数分别为0.90%和1.92%,在芳香模型物质中其穿透容量和饱和容量质量分数分别为0.64%和1.72%。通过采用与活性炭分层填装吸附柱技术,解决了溶解水对脱硫的影响,为吸附脱硫技术提供了新思路。

多级结构钛硅分子筛及其催化氧化应用研究进展

近年来,多级结构钛硅分子筛(TS-1)引起了越来越多的关注。本文综述了多级结构钛硅分子筛制备研究的最新进展,介绍了不同的制备方法和先进表征技术,并比较了各制备方法的优劣势,讨论了合成材料的孔结构、活性钛物种对烯烃环氧化催化反应和燃油催化氧化脱硫性能的影响。最后,对多级结构钛硅分子筛面临的挑战和未来的发展前景进行了展望。