多金屬氧酸鹽離子液體催化氧化燃油脫硫的研究.pdf

1、近年來,柴油作為重要的動力燃料逐漸被世界各國所青睞,有研究表明,柴油發(fā)動機(jī)可比汽油發(fā)動機(jī)節(jié)能25％-30％,且具有安全、性能好和使用壽命長等優(yōu)點。隨著世界范圍內(nèi)車輛柴油化趨勢的加快,柴油的需求量會愈來愈大,然而,柴油燃燒后排出的廢氣對環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的的危害。為了滿足日益嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)要求,降低或去除柴油中的硫化物已成為目前各國脫硫研究的重點。傳統(tǒng)加氫脫硫?qū)τ袡C(jī)硫化物如苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物很難去除,因此,新的、可選擇性的脫硫方法

2、正成為人們研究的熱門。目前,萃取催化氧化脫硫受到人們的廣泛關(guān)注,合適的催化劑在很大程度上提升了柴油氧化脫硫的效果。
　　 本文以多金屬氧酸鹽離子液體(POM-ILs)作為催化劑,室溫離子液體作為溶劑和萃取劑,30％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的雙氧水作為氧化劑建立萃取催化氧化脫硫體系,以此對模型油中的苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)進(jìn)行脫硫活性考察。
　　 本文的研究工作主要包括以下

3、三個部分:
　　 (1)合成了[PSPy]3PW12O40·2H2O催化劑,簡寫為[PSPy]3PW,并對其結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行相關(guān)表征,同時考察了其在模型油中的催化脫硫活性。實驗表明,[PSPy]3PW／H2O2／[Omim]PF6萃取催化氧化脫硫體系效果最佳,其最佳反應(yīng)條件為:T=30℃,t=1 h,n(H2O2)／n(DBT)／n(Catal.)=480:120:1,轉(zhuǎn)速為700 rhm,模型油為5 mL。該體系對模型油中DBT

4、的去除率可達(dá)到99.5％,4,6-DMDBT的去除率為98.4％；對真實汽油中的硫化物也具有良好的脫除效果。此外,[PSPy]3PW／H2O2／[Omim]PF6脫硫體系還具有很好的循環(huán)性,使用多次后脫硫率幾乎沒有任何降低。
　　 2.合成了 Keggin型咪唑多金屬氧酸鹽離子液體[MIMPS]3PW12O40·2H2O,簡寫為[MIMPS]3PW,并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,同時考察了其在模型油中的催化脫硫活性。實驗表明,催化劑[MI

5、MPS]3PW在[Omim]PF6條件下的催化脫硫活性最好,室溫1 h內(nèi)DBT便可完全脫除,4,6-DMDBT也可以達(dá)到深度脫除。在對真實柴油的考察中,發(fā)現(xiàn)該體系對成份復(fù)雜的真實柴油也有理想的脫硫效果,此外,該體系還具有良好的循環(huán)性。
　　 3.合成了四種不同碳鏈長度的Keggin型POM-ILs催化劑,分別為[Bmim]3PW12O40,[Omim]3PW12O40·2H2O,[C12mim]3PW12O40·2H2O,[C1

6、6mim]3PW12O40,并對其結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行分析,同時考察了在模型油中的催化脫硫活性。實驗表明,四種催化劑在Catal.／H2O2／[Omim]PF6脫硫體系下都表現(xiàn)出很好的催化脫硫活性,在溫和的反應(yīng)條件下,DBT的去除率可以達(dá)到97％左右,達(dá)到了深度脫硫的目的。
　　 本論文首次將多金屬氧酸鹽離子液體(POM-ILs)應(yīng)用到燃油的脫硫中,并取得了較好的脫硫效果,豐富和發(fā)展了POM-ILs在化學(xué)領(lǐng)域的研究,具有一定的實際研究