载体结构与杂多酸氧化脱硫性能的构效关系研究.pdf

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1、分类号：密级：公开学号：2015201023单位代码：10759石河子大学硕士学位论文载体结构与杂多酸氧化脱硫性能的构效关系研究学位申请人黄鹏程指导教师朱明远教授申请学位门类级别工学硕士学科、专业名称工业催化研究方向氧化脱硫所在学院化学化工学院中国·新疆·石河子2018年5月Thestudyonstructure-activityrelationshipbetweenthecarrierstructureandtheoxidativedesulfurizationperformanceofheteropolyacid.ADissertationSubmittedtoShiheziUn

2、iversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringByHuangPengcheng（IndustrialCatalysis）DissertationSupervisor:ZhuMingyuanMay2018摘要燃料油作为一种最重要的化石能源，其燃烧过程中会生成SOx类含硫化合物，这将造成严重的大气污染并危害人类健康。随着世界各国对燃料油品中含硫量标准的法律法规日益严格，降低燃料油品的含硫量已成为一个非常迫切的需要。而氧化脱硫技术作为一种操作条件温和，环境友好的脱硫工艺，日益受到人

3、们的关注。对于氧化脱硫技术的发展，研发高效的催化剂将是重中之重，存在的主要问题有：（1）催化剂难以进行回收，使得催化剂的循环使用效率较低；（2）目前使用的大多数分子筛类催化剂载体价格昂贵，且对于活性组分需要很高的负载量才能实现较高的催化活性，造成催化剂成本的进一步增加。因此，研究廉价高效的可回收催化剂，同时降低活性组分的负载量就变成了亟待解决的问题。针对以上的问题，本文主要研究了以下三部分内容：（1）通过使用一种廉价的天然蛭石材料（VMT），对其进行双氧水膨胀和酸处理除去其含有的金属组分。通过扫描电镜（SEM）观察和氮气吸脱附曲线（BET）测试证明了其具有的层状结构和高比表面积。负载

4、上磷钨酸（HPW）之后制备了HPW/aEVM催化剂。在实验条件下，对DBT的去除率几乎达到100％。在7次反应循环后，催化活性的损失仅从99.95％降至98.06％。这种良好的回收效果可能是由于层间孔道结构对HPW的限制作用。（2）酸处理膨胀蛭石会产生大量的含有Al3+，Mg2+离子的废液，之前的文献报道了将这些含有离子的废液制备成水滑石。基于此，研究将水滑石用作催化剂的载体。前期的研究发现，纯的镁铝水滑石由于其较小的比表面积并不能取得一个很好的脱硫效果。通过加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）进行改性，使得水滑石的形态结构发生了很大变化，并具有了较大的比表面积。通过浸渍法负载

5、HPW制备了HPW/MgAl-LDH-DBS催化剂，并应用于氧化脱硫实验。在循环使用15次之后，对DBT的脱硫活性仅从99.89％降低到95.73％。（3）通过使用一种表面富含氮的碳材料，通过超声辅助的方法负载HPW制备了一种低HPW负载量和高分散性的HPW/NOLC催化剂，并对其进行X射线光电子能谱（XPS）分析，发现催化剂表面含有四种类型的氮：吡咯氮，吡啶氮，四元型氮，石墨氮。并且石墨氮含量随着HPW负载量的增加而增加。通过EDS表征证明了HPW在NOLC表面的高度分散，同时通过ICP-AES测试证明了HPW的低负载量。通过超声辅助提高分散性并使用富含氮氧的材料固定HPW实现了H

6、PW在载体上的低负载量和高分散性。关键词：氧化脱硫；磷钨酸；蛭石；水滑石；NOLCIAbstractFueloilisoneofthemostimportantfossilfuel,itwillproducesulfurcompoundsinthecombustionprocess,whichwillcauseseriousairpollutionandendangerhumanhealth.Inrecentyears,countriesaroundtheworldhavelegislatedstrictlawsonthesulphurcontentoffuelproducts.Re

7、ducingthesulfurcontentoffueloilhasbecomeaveryurgentneed.Theoxidativedesulfurizationprocessisamildandenvironmentallyfriendlydesulphurizationtechnology,whichhasattractspeople'sattentiongradually.Asforthedevelopmentoftheoxidationdesu