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1、MCM-41分子筛吸附剂的制备及其在模拟汽油脱硫中的性能第2期崔榕等:CeMCM41分子筛吸附剂的制备及其在模拟汽油脱硫中的性能11Ce—MCM一41分子筛吸附剂的制备及其在模拟汽油脱硫中的性能崔榕,刘晓勤,单佳慧(南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009)摘要:使用水热合成法制备了不同Ce/Si比的Ce—MCM一41吸附剂,并考察了其常温常压下用于模拟汽油脱硫的性能.结果显示吸附剂中脱硫能力最好的为n(Ce)/n(Si):0.02的Ce—MCM一41(1.53mmoI噻吩,g吸附剂),且甲苯存在时仍有较好的选择吸附性能.吸附剂与模拟汽油的最佳质
2、量比为0.029,常温常压下2h内可达吸附平衡.使用XRD,IR对合成样品的结构进行表征,表明样品具有MCM一41典型的规整有序的孔道结构.在合成的特定阶段加入超声作用,可以优化其结构提高脱硫率.另外,Ce—MCM--41合成过程中Cu的加入,对吸附有强化作用,n(Cu)/n(Si)--0.02,n(Ce)/n(so=o.01的Cu-Ce-MCM一41(制备时使用超声),脱除噻吩的能力可达7.98mmol/g吸附剂,且可再生重复使用.关键词:吸附;脱硫;MCM.41;分子筛;噻吩;二苯并噻吩;甲苯中图分类号:TQ028.15文献标识码:A文章编号:1001—9219
3、(2008)02—11—06我国汽车保有量高速增长所带来的大量汽车尾气已成为我国污染物的主要来源之一,而燃料中硫的存在对所有催化排放控制技术都有负面影响,因此降低燃油中硫的质量分数便成为改善空气质量的有效手段.为此世界各国相继制定了日益严格的车用燃料的含硫量标准以控制环境污染.如美欧均要求到2005年前后含硫量降至50p~g/g以下,2010年前后还将进一步降至lOIxg/g左右【".反观国内的汽油标准,2oo5年要求汽油硫含量不高于500p~g/g,这与国际标准差距明显.为了实现我国汽油质量在2010年与国际标准接轨的目标,迫切需要开发高效的油品脱硫技术.近年来,
4、利用分子筛吸附脱硫的技术得到了广泛研究,该法具有脱硫选择性高,脱硫条件温和,操作简单等特点.其中微孔的沸石分子筛的吸附脱硫性能是研究热点,但由于其孔径尺寸的局限性,对于一些大分子就显得无能为力.介孔分子筛MCM一41拥有相对较大的孔道直径和容量,但是酸性位较少.因为合成阶段掺杂金属的分子筛与对其改性负载金属的吸附剂相比,前者拥有更加稳定的结构,吸附活性以及再生性能.因此本文制备了掺杂金属Ce以及双金属Ce和Cu的介孔分子筛MCM一41,在保证MCM41本身大孔收稿日期:2007—10-10;作者简介:崔榕(1982-),女,硕士生;联系人:刘晓勤,电话025—835
5、87178,电邮liuxq@njut.edu.道直径和吸附容量的基础上,通过活性金属的掺杂增加吸附活性中心.同时还考察了该类分子筛吸附剂对噻吩以及噻吩类衍生物的吸附硫含量以及选择性,为开发符合工业需要的汽油吸附脱硫吸附剂提供参考.1实验部分1.1原料噻吩(T,AcrosOrganisc,USA),二苯并噻吩(DBT,AcrosOrganisc,USA),异辛烷(上海凌峰化学试剂有限公司),Ce(SO4)?4H0(上海跃龙有色金属有限公司),十六烷基三甲基溴化铵(CTAB,上海凌峰化学试剂有限公司),正硅酸乙酯(TEOS,28.4%,国药集团化学试剂公司)均为分析纯,
6、水为蒸馏水,Si—MCM一41为南化研究所提供.1.2模拟汽油的配制称取一定质量的噻吩或者苯并噻吩加入到异辛烷的溶液中,配制成每l含硫1237ng(加噻吩样)或265ng(加二苯并噻吩样)的模拟汽油(记为MS).在考察吸附剂的选择性时,模拟汽油体系(MS)中加入了一定量的甲苯.1-3分子筛的制备Ce—MCM一41的合成方法具体见文献[3,4].合成体系中各物质的比例为n(SiO2)/n(CTAB)/n(TMAOH)/n(NaOH)/n(CeO2)/n(H20)=1/0.25/0.3/0.2/x/125,将形12天然气化工2008年第33卷成的均匀凝胶相移入带有聚四氟
7、乙烯内衬的不锈钢反应釜中,使其在自生压力下100~C晶化4d.为了考察超声对分子筛结构影响,在一定条件下进行超声,最后同样将凝胶倒入有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中晶化.晶化产物经过滤,清洗,干燥,550~C空气气氛中焙烧6h除去模板剂便得到了淡黄色的Ce-MCM-41分子筛,再生条件为550~C空气中焙烧2h.Ce-Cu-MCM-41的制备使用氯化铜的氨溶液作为铜源,焙烧条件为:首先在550~C空气气氛中焙烧6h,然后氮气中550~C焙烧2h.1.4分析方法1.4.1X射线衍射(XRD)Ce.MCM-41分子筛物相采用德国Bruker公司的D8ADVANCE型
