nay分子筛的改性及其吸附脱除模型汽油中噻吩的性能

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1、NaY分子筛的改性及其吸附脱除模型汽油中噻吩的性能ModificationofNaYzeolitesandtheirpropertiesofadsorptiondesulfurizationofthiopheneinmodelgasoline学科专业：工业催化作者姓名：芮镜伟指导教师：王日杰教授天津大学化工学院二零一七年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做

2、的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要由于燃油中的硫化物对环境构成了严重威胁，越来越多人的注意力集中在提高柴油和汽油等燃料油的质量上，因此对燃料油进行深度脱硫己成为世界各国主

3、要研究的问题之一。本文采用液相离子交换法制备了锌改性的分子筛吸附剂，并采用X射线粉末衍射、电感藕合等离子体原子发射光谱分析、扫描电镜、透射电镜、N2程序升温脱附等一系列表征手段对所制得的吸附剂进行表征。通过静态吸附脱硫法研究了不同锌源改性、离子交换时间、离子交换温度等制备条件，以及吸附时间、吸附温度、加入芳烃和烯烃对ZnY脱硫性能的影响。得到ZnY最适宜的制备条件为：使用Zn(Ac)2进行离子交换，离子交换浓-1度为0.1mol·L，在60℃下离子交换10h；在此条件下制备的Zn(Ac)2-Y对含有噻吩的模型油（剂/油比为0.02g/mL）在50℃条件下吸附120min后，吸附

4、硫容达到21.12mgS/g，噻吩脱除率达到56.01%。本文再以含有一定量竞争组分（甲苯、正己烯）的环己烷溶液为模型油，对吸附剂的脱硫性能进行了测定。实验结果表明，吸附剂的脱硫性能随着模型油中加入甲苯和正己烯而显著降低，甲苯的影响比正己烯更显著，此时Zn(Ac)2-Y相较于Zn(NO3)2-Y和ZnSO4-Y具有更高的吸附硫容，但甲苯和正己2+烯影响ZnY脱硫的机理不同。甲苯能以π电子与Zn形成络合，从而与噻吩形成竞争吸附。而正己烯与噻吩在吸附剂表面酸性的作用下会发生催化反应，噻吩开环形成烷基噻吩类大分子化合物，堵塞分子筛的孔道，因而降低吸附硫容。此外，本文还用一级和二级动力

5、学方程，Freundlich、Langmuir、Toth吸附模型，以及热力学方程研究了NaY和ZnY的吸附动力学，平衡等温吸附和吸附热力学，并分别对实验数据进行计算，同时分析了分子筛脱硫过程中的传质和颗粒内扩散。结果表明：吸附动力学可以用二级方程进行描述；NaY和ZnY吸附噻吩符合Toth模型；噻吩从模型油中传递到吸附剂外表面是一个非常快速的过程，随着内扩散的进行，扩散速率逐渐减慢直至平衡，内扩散对噻吩的影响较大；研究脱硫过程的热力学，计算得到NaY和ZnY的吸附焓变均小于0；NaY和ZnY的Gibbs自由能在303.15~323.15K范围内均小于0，表明脱硫过程在该温度范围

6、内是自发过程。关键词：ZnY分子筛、吸附脱硫、动力学、吸附平衡、热力学IAbstractIncreasingattentionhasbeenfocusedonthequalityoftransportationfuels,suchasdieselandgasoline,becausetheyposeseriousthreatstotheenvironmentandairquality.Countriesaroundtheworldhaveastrictstandardofsulfurcontentoftransportationfuels,sothereisagreatscie

7、ntificinteresttodevelopeffectivedeepdesulfurizationmethodstoremovesulfurcompoundsfromfuels.Inthispaper,Zn-modifiedadsorbentsweresuccessfullypreparedbyliquid-phaseionexchangemethod.X-raypowderdiffraction(XRD),inductivelycoupledplasmaatomicemissionsp