基于π絡(luò)合作用的Ag2O-SiO2類氣凝膠及Ag2O-SiO2-Al2O3脫硫吸附劑的研究.pdf

1、隨著日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，各國(guó)對(duì)燃料油中硫含量提出了嚴(yán)格的限量標(biāo)準(zhǔn)。歐盟國(guó)家從2010年起，燃料油中硫含量必須低于10μg/g，在燃料電池方面，其燃料油的硫含量必須低于0.1μg/g。傳統(tǒng)的加氫脫硫雖可有效地脫除汽油中的無(wú)機(jī)硫化物，但很難脫除噻吩及其衍生物。在許多非加氫脫硫的方法中，吸附脫硫具有選擇性好、操作費(fèi)用低、條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，而其中π絡(luò)合吸附脫硫比物理吸附脫硫更具有選擇性，比化學(xué)吸附脫硫更易于脫附再生，是目前最有前景的脫硫方法。氣凝

2、膠是一種由納米級(jí)膠體粒子相互聚結(jié)的納米多孔材料，正因?yàn)槠洫?dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，使氣凝膠型π絡(luò)合吸附劑對(duì)噻吩類硫化物有良好的吸附性能。π絡(luò)合作用力是一種弱化學(xué)作用力，發(fā)生在具有(n-1)d10ns0電子構(gòu)型的過(guò)渡金屬離子和具有π鍵的分子之間。過(guò)渡金屬離子的最外層空s軌道與分子的π鍵形成正常的σ鍵，同時(shí)，金屬離子的次外層d電子反饋到分子的π*反鍵軌道上，形成反饋π鍵，即ρ-π鍵。π絡(luò)合作用力強(qiáng)度是強(qiáng)于范德華力而弱于普通的化學(xué)鍵力，升高溫度或降

3、低壓力就可以使π絡(luò)合鍵斷裂。
　　本論文通過(guò)溶膠-凝膠、常壓干燥法制備了Ag2O/SiO2復(fù)合類氣凝膠與Ag2O/SiO2-Al2O3材料，將其用作π絡(luò)合脫硫吸附劑，通過(guò)靜態(tài)吸附、動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)考察了這兩種π絡(luò)合吸附劑對(duì)模擬汽油中噻吩與苯并噻吩的吸附性能、苯和環(huán)己烯對(duì)吸附噻吩和苯并噻吩性能的影響、再生吸附性能等，并采用XRD、XRF、BET、SEM、XPS等表征手段，探究了這兩種π絡(luò)合吸附劑對(duì)噻吩與苯并噻吩的吸附機(jī)理與影響吸附性能的

4、關(guān)鍵因素。結(jié)果表明:(1)Ag2O/SiO2-5復(fù)合類氣凝膠對(duì)噻吩和苯并噻吩具有最大的穿透吸附容量，分別為32.78mgS/g和53.84mgS/g。采用不同溶劑洗脫的再生方法中，先苯再正庚烷洗脫再生四次后，對(duì)噻吩和苯并噻吩的吸附容量分別為新鮮吸附劑的55.43％、58.75％。當(dāng)模擬汽油中含20wt％苯和環(huán)己烯(1∶1)時(shí)，對(duì)噻吩和苯并噻吩的吸附容量影響最大，分別為不加苯和環(huán)己烯的35.37％、33.75％。因?yàn)楸胶铜h(huán)己烯具有較強(qiáng)的π

5、電子云密度，會(huì)與噻吩和苯并噻吩形成競(jìng)爭(zhēng)吸附。(2)Ag2O/SiO2-Al2O3-20材料對(duì)噻吩的最大飽和吸附容量(109.29mgS/g)大于Ag2O/SiO2-5復(fù)合類氣凝膠對(duì)噻吩的最大飽和吸附容量(80.2mgS/g)。先苯再正庚烷洗脫對(duì)Ag2O/SiO2-Al2O3材料再生四次后，噻吩和苯并噻吩的吸附容量分別為新鮮吸附劑57.78％、63.39％;在模擬汽油中加入20wt％苯和環(huán)己烯(1∶1)，Ag2O/SiO2-Al2O3材料