噻吩在离子液体中的电化学聚合及其在模拟汽油脱硫中的应用

研究了噻吩在离子液体[HMIM]BF4,[BMIM]BF4和[BMIM]PF6中的电化学聚合,实验证明,噻吩在三种离子液体中均能聚合．将噻吩在离子液体中的电化学聚合应用于模拟汽油脱硫．结果表明:在三种离子液体中都实现了电化学脱除模拟汽油样品中的含硫物质——噻吩．对于不同的离子液体而言,脱硫的最佳电流密度不同,但噻吩的脱除效果均能达到50％-90％．

离子液体脱除汽油中含硫化合物的研究

Brφnsted酸性吡咯烷酮离子液体N-甲基-2-吡咯烷酮氟硼酸盐([Hnmp]BF4)为萃取剂和催化剂,质量分数30%双氧水为氧化剂,将萃取脱硫和氧化脱硫相结合,对含有噻吩的模型油和FCC汽油进行萃取氧化脱硫研究。考察了氧与硫摩尔比、温度等对脱硫率的影响。结果表明:[Hnmp]BF4既是萃取剂又是催化剂,与H2O2作用产生的羟基自由基能将模型油中的噻吩和FCC汽油中的含硫化合物氧化,离子液体再生4次后脱硫性能开始下降,汽油的脱硫率达到82.7%。

酸性离子液体[(CH_2)_4SO_3HMIm]TSO在噻吩类氧化脱硫中的应用

在没有任何有机溶剂和卤素的条件下,以质量分数30%的H2O2为氧化剂,Na2WO4.2H2O为催化剂,在酸性离子液体[(CH2)4SO3HMIm]TSO中,将柴油中的噻吩硫氧化为砜类物质,并通过离子液体将其萃取,同时考察了反应温度、反应时间和离子液体用量等因素对氧化脱硫反应的影响,得出最佳反应条件:3 mL油样(含硫质量分数为500μg/g),n(离子液体)/n(Na2WO4.2H2O)=40∶1,0.7 mL双氧水,333 K,2 h,脱硫率为97.4%。反应结束后,通过简单的倾倒将油样和催化剂分离,重复使用4次,其催化活性基本不变。

吡啶基聚合离子液体的制备及其对油中噻吩硫的吸附性能

以4-乙烯基吡啶(VP)和1,4-对二氯苄(PXDC)为原料,通过自由基聚合和季铵化交联反应,制得了一种高度交联的离子液体聚合物——PVP-PXDC。采用凝胶渗透色谱法、元素分析法、红外光谱分析法、扫描电镜、热重分析及比表面积分析等分析方法对离子聚合物的组成、结构、形貌、热稳定性及比表面积、孔结构参数等进行了表征,并考察了吸附剂的脱硫性能。结果表明,先通过聚合得到重均分子量16万以上的PVP线性聚合物,再在DMF溶剂中按VP与PXDC摩尔比2:1加入交联剂,可得到平均孔径为17.8 nm聚合离子液体介孔材料,其热分解温度在250℃以上,比表面积为56.9 m2·g-1。在油/剂质量比50:1和30℃条件下,其对1000 mg·kg-1模型油中二苯并噻吩(DBT)、苯并噻吩(BT)和噻吩(T)的吸附量分别为5.65、5.48和4.53 mg S·g-1,远高于常规吡啶基离子液体,吸附等温线符合Freundlich方程。

离子液体中季铵型六聚钨酸盐相转移催化氧化脱硫性能

制备了亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)和4种季铵型六聚钨酸盐催化剂,通过FTIR,UV-Vis,TG等方法对它们的结构进行了表征;考察了以H2O2为氧化剂,季铵型六聚钨酸盐催化剂在离子液体[Bmim]BF4中相转移催化氧化模拟油中二苯并噻吩(DBT)的活性。实验结果表明,随H2O2和催化剂用量的增加、反应温度的升高和反应时间的延长,DBT脱除率单调增加;适宜的反应条件为:以季铵型六聚钨酸盐[C18H37(CH3)3N]2W6O19为催化剂,模拟油用量5mL、离子液体[Bmim]BF4用量1 mL、反应温度50℃、反应时间3.0 h、n(催化剂)∶n(DBT)=1∶10、n(H2O2)∶n(DBT)=4;在此条件下,该脱硫体系的DBT脱除率可达99.6%,其脱硫效果好于仅用离子液体萃取脱硫和无离子液体的催化氧化脱硫体系的脱硫效果。

硫酸酯类离子液体对FCC汽油萃取脱硫性能的研究

以离子液体[Emim]S(硫酸乙酯-1-甲基-3-乙基咪唑)和[Epy]S(硫酸乙酯-N -甲基吡啶)作为萃取剂,将噻吩溶于正庚烷构成FCC汽油模拟体系。分别考察了单级萃取中剂油比、温度、粘度对脱硫率和分配比的影响。在多次萃取中,当萃取剂(离子液体)用量不变时,将其分成几等份进行多次萃取和一次性萃取相比较,可以显著提高脱硫率。结果表明,离子液体[Emim]S的脱硫效果比[Epy]S好。离子液体[Emim]S对噻吩的萃取动力学方程为:r_(表观)=0.18C_A-60.4,半衰期为6.3min,表明离子液体[Emim]S对该模拟体系的萃取为表观1-1级可逆萃取过程。模拟体系萃取脱硫适宜的条件为剂油比1:3,萃取温度30℃～40℃。在该条件下,对FCC汽油进行萃取脱硫,离子液体[Emim]S和[Epy]S可以有效地脱除汽油中的含硫化合物,其中对噻吩的萃取能力最强。

利用离子液体烷基化脱除汽油中噻吩硫的研究

采用盐酸三乙胺(Et3NHCl)和无水AlCl3按不同的物质的量的比合成离子液体,并评价其对模型汽油噻吩硫的催化烷基化脱除效果.实验结果表明:选用Et3NHCl与无水AlCl3的摩尔比为1∶2的离子液体进行烷基化脱硫实验,当反应时间时间为40min,温度为40℃,萃取剂油比为1∶40时,脱硫率可达到90%以上,还采用红外探针分子表征不同摩尔比的离子液体的酸性.离子液体应用结果表明,对商品汽油的脱硫率可达到在80%以上而辛烷值仅从92.7下降到91.0.

功能型离子液体萃取氧化脱硫研究

合成了一系列含有不同阴离子的1-烷基-3-甲基咪唑型离子液体,以35%H2O2以及冰醋酸为氧化剂,分别考察了不同条件下离子液体对模拟油品和实际油品的脱硫效果。结果表明,离子液体阴离子的酸性以及阳离子烷基碳链的长度对脱硫效果具有显著影响,其中具有较长碳链的强酸性硫酸氢盐类离子液体在剂︰油︰氧化剂=1︰25︰1,30℃条件下对模拟油品与实际油品均具有较高的脱硫率,对模拟油品一次脱硫率在90%以上,对抚顺石化公司石油二厂汽油、柴油一次脱硫率在80%以上,其中汽油含硫量降至10 mg/kg左右,达到欧V标准,显示了非常好的工业应用前景。

Brnsted酸性离子液体[CMMIm]BF_4催化燃油深度脱硫研究

以Brnsted酸性离子液体1-甲基-3-羧甲基咪唑四氟硼酸盐([CMMIm]BF4)为萃取剂和催化剂,以H2O2为氧化剂,催化噻吩模型油氧化脱硫.结果显示,当离子液体用量为5g/5mL模型油,反应温度为70℃,n(O)/n(S)为6,反应时间50min时,噻吩的转化率可以达到约100%.离子液体回收再利用3次,催化活性仅略有下降.

吗啡啉磷钨酸盐的合成及其催化氧化脱除汽油中噻吩

以N-甲基吗啡啉、溴代正丁烷和磷钨酸为原料,通过两步法合成了新型离子液体N-甲基-N-丁基吗啡啉磷钨酸盐([Nbmm]_3PW_(12)O_(40)),并对含噻吩的模拟油进行催化氧化脱硫反应。利用1H NMR,FTIR,XRD,TGA等方法对[Nbmm]_3PW_(12)O_(40)的结构进行了分析,考察了其热稳定性和溶解性,优化了模拟油脱硫的反应条件并研究了催化脱硫活性。表征结果显示,[Nbmm]_3PW_(12)O_(40)中存在磷钨酸盐结构,具有良好的热稳定性,仅能溶于强极性溶剂。实验结果表明,[Nbmm]_3PW_(12)O_(40)对含噻吩的模拟油进行脱硫反应时,适宜的反应条件为:脱硫时间3 h、脱硫温度5 0℃、m([Nbmm]_3PW_(12)O_(40))∶m(模拟油)=0.8、m(H2O2)∶m(模拟油)=0.06,在该条件下,模拟油中噻吩的脱硫率能够达到83.29%。[Nbmm]_3PW_(12)O_(40)在催化氧化脱硫反应中具有较好的重复使用性。

功能型离子液体对燃料油的氧化萃取脱硫研究

合成了一系列含有不同阴离子的1-烷基-3-甲基咪唑型离子液体(ILs),以35%H2O2及冰醋酸为氧化剂,采用直接萃取法、氧化萃取法考察了离子液体对模拟油品和实际油品的脱硫效果。结果表明,离子液体阴离子的酸性以及阳离子烷基碳链的长度对脱硫效果有显著影响,其中强酸性的硫酸氢盐类离子液体在IL∶Oil∶H2O2(体积比,下同)为1∶25∶1、30℃下对模拟油品与实际油品均有较高的脱硫率,对模拟油品一次脱硫率在90%以上,对抚顺石化二厂汽油、柴油一次脱硫率在80%以上,其中汽油硫含量降至10mg.kg-1左右,达到欧Ⅴ标准,显示了广阔的工业应用前景。

离子液体在汽油烷基化脱硫中的应用研究

制备了一种带-SO3H官能团的Br覬nsted酸性离子液体[SO3H-C6H4-CH2-mim]HSO4,应用于汽油烷基化脱硫研究。研究结果表明:离子液体对噻吩有较好的脱除效果,脱硫率可达70.98%;单烯烃能与噻吩发生反应而使脱硫率略微升高;芳烃、酚类和含氮化合物的存在会导致脱硫率降低。

吡咯烷酮类离子液体萃取脱除模拟汽油中的噻吩

合成了3种N-甲基吡咯烷酮离子液体([HNMP]FeCl4,[HNMP]CuCl2,[HNMP]ZnCl3),并将其用于模拟汽油(噻吩溶于正辛烷,硫含量1381μg/g)中噻吩的萃取脱除。考察了[HNMP]FeCl4的深度脱硫和重复使用性能。实验结果表明:30℃下3种离子液体脱硫能力的强弱顺序为[HNMP]FeCl4>[HNMP]CuCl2>[HNMP]ZnCl3;在[HNMP]FeCl4与模拟汽油的体积比为1∶1、FeCl3与[HNMP]Cl的摩尔比为1、萃取时间为60min的优化条件下,单程脱硫率为70.7%,经4级萃取后模拟汽油中的硫含量降至61μg/g、总脱硫率为95.6%;利用真空加热法对[HNMP]FeCl4进行再生,[HNMP]FeCl4使用5次后脱硫率从70.7%降至59.5%,仍保持较好的脱硫性能。

离子液体在汽油烷基化脱硫中的研究

制备了一种带-SO3H官能团的Brφnsted酸性离子液体[SO3H-Bmim]HSO4,应用于模拟汽油烷基化脱硫的研究。结果表明:在反应温度45℃,反应时间120 min的条件下,离子液体复合催化剂对噻吩有较好的脱除效果,脱硫率可达75.1%;单烯烃能与噻吩发生烷基化反应而使脱硫率有所升高;芳烃的存在会导致脱硫率降低。

双三氟甲基磺酰亚胺离子液体萃取氧化脱硫

分别以N-甲基咪唑和吡啶为阳离子,合成了10种通式为C_nMimNTf_2(n=2,3,4,5,6)和C_nPyNTf_2(n=2,3,4,5,6)的双三氟甲基磺酰亚胺类离子液体;并以离子液体为萃取剂,以质量分数35%的H_2O_2为氧化剂,考察了各离子液体与H_2O_2组成的氧化体系对模拟油品中含硫化合物噻吩的氧化萃取能力,比较了10种离子液体的一次萃取效果,同时考察了反应温度、反应时间、剂油体积比以及氧化剂用量等因素对脱硫率的影响。结果表明,在反应温度60℃、反应时间1h、V(离子液体)/V(模型油)/V(氧化剂)=1:30:1条件下,反应体系对含硫质量分数为1 146μg/g的模型油一次萃取脱硫率可达65%左右。

离子液体负载的金属框架Py/MOF-199的制备及其吸附脱硫性能

制备了金属框架MOF-199(Cu-BTC),并将[Hnmp][H2PO4]离子液体负载到MOF-199上合成了离子液体负载的金属框架Py/MOF-199。对吸附剂进行了X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、比表面积表征。考察了MOF-199预处理条件、离子液体负载方式、负载量、负载温度、负载时间对噻吩吸附脱除性能的影响,通过正交实验优化了吸附剂的制备条件和吸附脱硫条件。结果表明,离子液体改性得到的Py/MOF-199保持了MOF-199的规则的八面体结构。Py/MOF-199的适宜制备条件为:采用二氯甲烷索氏提取并真空干燥法进行预处理MOF-199后,再用溶剂热法负载[Hnmp][H_2PO_4],负载温度为50℃,负载时间为8 h,负载量为7%。各因素对吸附剂脱硫性能影响大小顺序为:负载温度>负载时间>离子液体负载量。适宜Py/M OF-199吸附脱硫条件为:模拟油为10 mL,吸附剂用量0.2 g,吸附温度70℃,吸附时间1 h。在此条件下,噻吩脱除率可达到96.7%。

FeCl_2型咪唑类离子液体的脱硫性能

以[BMIM]Br-FeCl2型离子液体为研究对象,考察了此类离子液体脱除油品中噻吩硫的性能。结果表明:[BMIM]Br-FeCl2离子液体仅仅与噻吩作用,噻吩硫脱除率可以达到39.28%;提高离子液体与油的质量比,升高反应温度以及提高离子液体合成过程中FeCl2的物质的量均有利于脱硫,其中[BMIM]Br-2FeCl2离子液体与加入烯烃后的油品作用,脱硫率可高于90%。此结果对脱硫工艺的改进具有参考价值。

一种新型Bronsted酸性离子液体的脱硫性能

采用两步法制备一种新型Bronsted酸性离子液体,测量其密度和黏度,对汽油脱硫的最优条件以及离子液体的脱硫能力和再生能力进行考察。结果表明:新型Bronsted酸性离子液体的密度和黏度与温度呈负相关关系,且与阳离子烷基侧链的长度有关;最优的脱硫条件为温度40℃,剂油比1∶5,萃取时间40 min,模拟汽油中的噻吩经过三级脱硫脱除率超过85%;1-辛基-3-甲基咪唑硫氰酸盐离子液体经过五级萃取后回收率为26.0%,脱硫恢复能力为82.1%;[Omim][SCN]与环丁砜分步萃取可将模拟汽油中83.7%的噻吩脱除。

酸性离子液体[BMIm]HSO4催化噻吩氧化脱硫

本文以酸性离子液体1-甲基-3-丁基咪唑硫酸氢盐([BMIm]HSO4)为催化剂和萃取剂,过氧化氢为氧化剂,催化氧化噻吩。结果显示,当离子液体用量为3g/5mL模型油、反应温度为70℃、氧硫摩尔比为3、反应时间30min时,噻吩的转化率可以达到100%。离子液体回收再使用3次,催化活性仅略有下降。

聚乙烯醇担载离子液体薄膜的制备、表征及其模拟汽油脱硫性能的初步研究(英文)

本文合成了一系列聚乙烯醇担载离子液体薄膜,并进行了FT-IR, SEM以及DSC表征.通过对模拟汽油脱硫性能的初步研究发现,这一类薄膜对于较低硫含量的体系具有较好的脱硫性能.