離子液體中鎢鉬配合物催化氧化脫除燃油中有機(jī)硫的研究.pdf

1、柴油燃燒產(chǎn)生的SOx對(duì)環(huán)境造成的污染越來越嚴(yán)重，隨著環(huán)境立法日趨嚴(yán)格，生產(chǎn)無(wú)硫柴油成為各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。在傳統(tǒng)的脫硫工藝中，通常使用加氫脫硫法脫除硫醇和硫醚等硫化物，但是，由于空間位阻效應(yīng)，加氫脫硫法對(duì)芳香性硫化物如二苯并噻吩及其烷基取代衍生物卻很難除去，導(dǎo)致柴油中硫含量偏高。因此，可替代加氫脫硫的其它深度脫硫方法的研究引起世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。溫和條件下深度脫除柴油中的有機(jī)硫一直是非常重要的研究課題，特別是以過氧化氫等清潔氧化劑進(jìn)行氧化脫

2、硫近年來備受關(guān)注。 本論文提出了一種簡(jiǎn)單的液液萃取耦合催化氧化脫硫體系用于模擬柴油深度脫除二苯并噻吩等有機(jī)硫，該體系由催化劑，30％過氧化氫和離子液體組成。模擬柴油中硫化物如苯并噻吩，二苯并噻吩和4，6-二甲基二苯并噻吩首先被萃取到離子液體相，再在離子液體中被過氧化氫氧化成極性更強(qiáng)的砜。砜富集在離子液體中，通過離心分離可以分離回收，從而實(shí)現(xiàn)深度脫硫的目的。本學(xué)位論文研究的主要內(nèi)容為： 合成了[Bmim]BF4，[Om

3、im]BF4，[Bmim]PF6，[Omim]PF6，[Bmim]—TA和[Omim]TA六種離子液體，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。 考察了一系列簡(jiǎn)單鉬酸鹽Na2MoO4·2H2O，H2MoO4，H3PMo12O40·13H2O，(NH4)6Mo7O24·4H2O，(NH4)3PMo12O40·7H2O和Na3PMo12O40·7H2O催化劑用于[Bmim]BF4萃取/催化氧化體系深度脫硫。對(duì)于含DBT的模擬柴油/H2O2/Na2M

4、oO4·2H2O/[Bmim]BF4體系，DBT的脫除率達(dá)到99.0％，這個(gè)結(jié)果好于僅用離子液體萃取脫硫(13.6％)或不加離子液體的催化氧化脫硫(4.1％)。該體系循環(huán)使用5次后脫硫率略微降低。通過UV—Vis和IR方法研究了離子液體萃取/催化氧化脫硫反應(yīng)的過程和機(jī)理。 研究了一系列簡(jiǎn)單鎢酸鹽催化劑用在[Bmim]BF4萃取/催化氧化體系中深度脫硫。催化劑Na2WO4·2H2O，H2WO4，H3PW12O40和(NH4)3P

5、W12O40·3H2O在脫硫過程中顯示了較高的催化活性，WO3，HaSiW12O40和Na4SiW12O40催化劑在脫硫過程中的催化活性較低。簡(jiǎn)單的鎢酸鹽與鉬酸鹽作催化劑的共同缺點(diǎn)為：在水不溶性離子液體中，由于分離效應(yīng)導(dǎo)致脫硫效果差。 為了解決簡(jiǎn)單鉬酸鹽催化劑在水不溶性離子液體中使用的局限性，設(shè)計(jì)合成了MoO(O2)2·C2H5NO2，MoO(O2)2·C3H7NO2·H2O，MoO—(O2)2·C4H7NO4·H2O和MoO

6、(O2)2·C5H9NO4·H2O四種氨基酸過氧鉬酸配合物，通過元素分析、重量法、化學(xué)滴定法、TG—DSC、IR和DRS對(duì)其組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。在離子液體萃取/催化氧化脫硫體系中，氨基酸過氧鉬酸配合物在水溶性[Bmim]BF4和水不溶性[Bmim]PF6離子液體中都顯示了較高的催化活性。通過UV—Vis和IR方法研究了簡(jiǎn)單鉬酸鹽與氨基酸過氧鉬酸配合物的催化機(jī)理差異，闡明了造成脫硫活性差異的原因。 合成了WO(O2)2·C2H

7、5NO2·H2O，WO(O2)2·2C3H7NO2·H2O，WO—(O2)2·2C4H7NO4和WO(O2)2·3C5H9NO4四種氨基酸過氧鎢酸配合物，通過元素分析、重量法、化學(xué)滴定法、TG—DSC、IR和DRS對(duì)其組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征?？疾炝朔磻?yīng)溫度，反應(yīng)時(shí)間，催化劑用量和離子液體用量等因素對(duì)脫硫活性的影響。氨基酸過氧鎢酸配合物在水溶性[Bmim]BF4和水不溶性[Bmim]PF6離子液體中都顯示了較高的催化活性。對(duì)于含DBT的模擬