分子印跡材料的制備及其對噻吩類有機硫的吸附性能研究.pdf

1、石油中的非烴化合物絕大部分為含硫化合物，燃燒時產(chǎn)生的SOx是造成空氣污染與酸雨的主要因素，因此減少油品中的硫含量是改善空氣質(zhì)量的重要途徑。油品中的含硫化合物包括:硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩和烷基取代噻吩。傳統(tǒng)的加氫脫硫工藝對硫醇和硫醚有很高的脫除率，但是卻很難脫除噻吩類及其烷基化衍生物。為達到深度脫硫的目的，一些新的方法脫穎而出，如生物脫硫、離子液體脫硫、吸附脫硫等。近年來，吸附脫硫以其操作簡單、效果顯著、經(jīng)濟可行而得到人們的青睞。

2、r>　　 論文以鈦基、硅基材料為基質(zhì)，以二苯并噻吩(DBT)、4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)為研究對象，分別通過接枝共聚法、犧牲載體法、原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法三種表面分子印跡技術(shù)制備了表面分子印跡脫硫吸附劑;通過一系列表征手段對其形貌、結(jié)構(gòu)進行了分析;通過靜態(tài)吸附實驗研究了三種吸附劑的吸附性能;通過吸附動力學(xué)、吸附等溫線與吸附熱力學(xué)的研究，對其吸附機理進行了初探。主要結(jié)果如下:
　　 (1)以DBT為模板分子，四鈦酸鉀包覆二

3、氧化硅作為載體，利用接枝共聚法，合成了表面印跡聚合物。通過多種手段對印跡聚合物形貌、結(jié)構(gòu)進行了表征，結(jié)果表明印跡聚合物具有高度交聯(lián)的多孔結(jié)構(gòu)，比表面積為369.02m2/g。靜態(tài)吸附實驗結(jié)果表明:該印跡聚合物具有對DBT選擇性吸附的能力，約180min時達到吸附平衡，在318K下平衡吸附量為20.86mg/g，吸附動力學(xué)符合Langergren準二級動力學(xué)模型，吸附等溫線符合Freundlich等溫線模型，為多分子層吸附。
　　

4、 (2)利用犧牲載體法，在二氧化硅的表面合成了具有特異性識別4-MDBT的分子印跡聚合物(MIP)，進一步用氫氟酸去除載體二氧化硅后合成了中空分子印跡聚合物(H-MIP)，并對MIP與H-MIP的形貌與吸附性能進行了比較。表征結(jié)果表明:H-MIP具有較多的空穴與較大的比表面積，結(jié)構(gòu)更有利于吸附。通過靜態(tài)吸附實驗對吸附劑的吸附性能進行研究，結(jié)果表明:H-MIP對4-MDBT表現(xiàn)出良好的特異性吸附能力，在328K下吸附容量為18.31mg/

5、g，具有較快的吸附動力學(xué)，在3h達到吸附平衡，其吸附性能比MIP有明顯的提高，
　　 (3)利用原子轉(zhuǎn)移自由基活性聚合方法，在二氧化鈦表面合成了新型的表面分子印跡聚合物(TiO2@MIP)，并將獲得的TiO2@MIP用于選擇性吸附DBT。利用多種表征手段研究了TiO2@MIP的形貌、結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明TiO2@MIP具有良好的孔隙結(jié)構(gòu)與分散性，比表面積為312.50m2/g。靜態(tài)吸附試驗結(jié)果表明:TiO2@MIP具有選擇性識別DBT