MOFs復(fù)合物吸附脫硫研究.pdf

1、隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，燃料油脫硫已成為世界各國(guó)急需解決的問(wèn)題。傳統(tǒng)脫硫技術(shù)可有效地脫除燃料油中易于脫除的硫化物，而對(duì)噻吩及其衍生物類難脫除的硫化物脫除困難，且反應(yīng)條件苛刻，易降低油品的辛烷值，影響汽油的使用性能。吸附脫硫技術(shù)作為一種深度脫硫手段，操作條件溫和、設(shè)備投資少、能耗低、簡(jiǎn)單易行、吸附劑易于再生且不會(huì)改變油品的辛烷值，因此在深度脫硫領(lǐng)域中成為研究的熱點(diǎn)與重點(diǎn)之一。金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)是新的多孔材料，具有比表面積大、孔隙

2、率高和孔尺寸可調(diào)等特點(diǎn)在吸附脫硫領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。
　　論文以Cu2+為金屬中心，均苯三甲酸為配體合成得到HKUST-1。GO-s為購(gòu)買的氧化石墨烯粉末，GO-h為氧化石墨烯懸浮液，并兩種類型的氧化石墨烯(GO-s和GO-h)負(fù)載于HKUST-1上，考察其對(duì)噻吩吸附性能影響。通過(guò)傅里葉紅外(FT-IR)、廣角-X射線衍射儀(XRD)、N2-吸附脫附儀、拉曼譜圖、掃描電鏡(SEM)等手段對(duì)樣品進(jìn)行表征。通過(guò)靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)考察石墨烯

3、負(fù)載量為1％～9％的HKGO-s和HKGO-h對(duì)噻吩的脫除性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)負(fù)載量為5％時(shí)，吸附劑吸附脫噻吩性能最優(yōu)，且HKGO-h(5％)吸附脫噻吩效果優(yōu)于HKGO-s(5％)。當(dāng)HKUST-1單獨(dú)吸附噻吩和單獨(dú)吸附正辛烷時(shí)，HKUST-1對(duì)噻吩的作用力比正辛烷強(qiáng)。因此在噻吩和正辛烷模擬油中，HKUST-1吸附噻吩效果明顯。當(dāng)HKGO-h(5％)和HKGO-s(5％)同時(shí)單獨(dú)吸附噻吩時(shí)，HKGO-h(5％)與噻吩結(jié)合力更強(qiáng)。結(jié)果表明

4、，噻吩分子很有可能存在于HKGO-h(5％)的孔道內(nèi)（表面作用強(qiáng)），而HKGO-s(5％)中的噻吩則在孔隙中（遠(yuǎn)離表面）。這也是HKGO-h(5％)比HKGO-s(5％)吸附脫除噻吩硫效果更好的原因。
　　以Cr3+為金屬中心，對(duì)苯二甲酸(H2BDC)為配體合成MIL-53(Cr)。以MIL-53(Cr)為載體負(fù)載離子液體[Bmim][PF6]，制備出MIL-53(Cr)@[Bmim][PF6]復(fù)合物。通過(guò)傅里葉紅外(FT-IR)

5、、廣角-X射線衍射儀(XRD)和N2-吸附脫附儀對(duì)樣品進(jìn)行表征。通過(guò)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)考察不同處理方法制得的MIL-53(Cr)吸附劑對(duì)噻吩硫的吸附性，發(fā)現(xiàn)在300℃下氮?dú)獯祾?，熱處理過(guò)的MIL-53(Cr)(ht van)吸附效果最優(yōu)，因此采用此方式處理MIL-53(Cr)。通過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，考察[Bmim][PF6]負(fù)載量為10％、30％和40％時(shí)，MIL-53(Cr)、MIL-53(Cr)@[Bmim][PF6](10％)、MIL

6、-53(Cr)@[Bmim][PF6](30％)和MIL-53(Cr)@[Bmim][PF6](40％)對(duì)噻吩的吸附性能變化。結(jié)果顯示，負(fù)載[Bmim][PF6]后的復(fù)合材料與純的MIL-53(Cr)相比，吸附脫除噻吩性能提高了。按照脫除噻吩硫量由大到小順序?yàn)?MIL-53(Cr)@[Bmim][PF6](10％)＞MIL-53(Cr)@[Bmim][PF6](30％)＞MIL-53(Cr)@[Bmim][PF6](40％)＞MIL-5

7、3(Cr)。并且得出結(jié)論[Bmim][PF6]最佳負(fù)載量為10％。
　　以Cu2+為金屬中心，均苯三甲酸(H3BTC)為有機(jī)配體合成[(CH3)NH2]3[(Cu4Cl)3-(BTC)8]9DMA(BTC=1，3，5-均苯三甲酸，DMA=N，N-二甲基乙酰胺)，簡(jiǎn)稱Cu-DMA。以Cu-DMA為載體負(fù)載離子液體[Bmim][PF6]，制備出Cu-DMA@[Bmim][PF6]。通過(guò)傅里葉紅外(IR)、廣角-X衍射儀(XRD)和N2

8、-吸附脫附儀等手段對(duì)樣品進(jìn)行表征。通過(guò)靜態(tài)吸附和動(dòng)態(tài)吸附評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)證明，[Bmim][PF6]負(fù)載到Cu-DMA上后，復(fù)合材料的脫除噻吩硫的能力得到提高。根據(jù)吸附曲線，按照復(fù)合材料脫除噻吩硫量由高到低順序?yàn)?Cu-DMA@[Bmim][PF6](10％)＞Cu-DMA@[Bmim][PF6](30％)＞Cu-DMA＞ Cu-DMA@{Bmim][PF6](40％)。以上結(jié)果表明，離子液體含量并非越高越好。當(dāng)負(fù)載量為40％時(shí)，過(guò)多的離子液體