π络合脱硫吸附剂Cu(I)-Y的生物再生

吸附与生物技术的耦合是实现燃料油品清洁生产的新发展方向,提出了一种吸附剂生物再生循环使用的新耦合方法,首先用吸附剂吸附脱除油品中的含硫化合物,然后用微生物脱附吸附剂表面吸附的硫化物,实现吸附剂再生.利用Y型分子筛通过离子交换再用He保护自动还原的方法制备了π络合吸附剂吸附Cu(I)-Y,以DBT为模型化合物考察了吸附剂的吸附性能.以选择性脱硫菌德氏假单胞菌(Pseudomonasdelafieldii)R-8为生物催化剂,考察了细胞浓度、油相体积、水相/吸附剂比对吸附剂脱附率的影响.加入油相可以大大提高DBT脱附量和生成2-HBP的量.增加水相中脱硫菌R-8的浓度、增大水相/吸附剂比,可以实现DBT脱附,促进DBT转化为2-HBP.在水相脱硫菌株R-8浓度为75g·L?1、水相/吸附剂比为300mL/g、油相/水相比1/3(V/V)的条件下,脱附的DBT在6h内转化率达到89%,24h内转化率为100%.生成2-HBP的量主要由吸附剂吸附硫化物的量、水相中微生物细胞的浓度、油相/水相体积比、水相/吸附剂比决定.吸附剂经过正辛烷洗涤、100℃下干燥24h、He保护450℃还原活化3h,再生吸附剂的吸附能力为新鲜吸附剂的95%.     

πp络合脱硫吸附剂Cu(I)-Y的生物再生

吸附与生物技术的耦合是实现燃料油品清洁生产的新发展方向, 提出了一种吸附剂生物再生循环使用的新耦合方法, 首先用吸附剂吸附脱除油品中的含硫化合物, 然后用微生物脱附吸附剂表面吸附的硫化物, 实现吸附剂再生. 利用Y型分子筛通过离子交换再用He保护自动还原的方法制备了π络合吸附剂吸附Cu(I)-Y, 以DBT为模型化合物考察了吸附剂的吸附性能. 以选择性脱硫菌德氏假单胞菌(Pseudomonas delafieldii)R-8为生物催化剂, 考察了细胞浓度、油相体积、水相/吸附剂比对吸附剂脱附率的影响. 加入油相可以大大提高DBT脱附量和生成2-HBP的量. 增加水相中脱硫菌R-8的浓度、增大水相/吸附剂比, 可以实现DBT脱附, 促进DBT转化为2-HBP. 在水相脱硫菌株R-8浓度为75 g·L^-1、水相/吸附剂比为300 mL/g、油相/水相比1/3(V/V)的条件下, 脱附的DBT在6 h内转化率达到89%, 24 h内转化率为100%. 生成2-HBP的量主要由吸附剂吸附硫化物的量、水相中微生物细胞的浓度、油相/水相体积比、水相/吸附剂比决定. 吸附剂经过正辛烷洗涤、100℃下干燥24 h、He保护450℃还原活化3 h, 再生吸附剂的吸附能力为新鲜吸附剂的95%.     

利用两种微生物的协同作用进行柴油的深度脱硫

红串红球菌通过4S途径降解二苯并噻吩(DBT)产生 和2-羟基联苯(2-HBP). 和2-HBP的存在对红串红球菌的进一步脱硫有抑制作用, 加入脱 和2-HBP 的菌株可以解除 和2-HBP对红串红球菌脱硫反应的抑制, 使该反应继续向生成产物的方向移动, 从而提高其脱硫率. 在脱硫菌和专一性降解 的水解好氧菌(代号: PYS)的协同作用下可以使高浓度的DBT从1.142 mmol/L降到0.0468 mmol/L, 降解率达到95.9%, 比没有加PYS时提高32%的脱除率. 在油水比为1∶9的条件下, 可以将柴油中的硫从554 mg/mL降到306 mg/mL, 降解率达到44.8%.     

吸附-微生物脱硫原位耦合工艺的吸附剂选择

吸附-生物原位耦合脱硫工艺是耦合了吸附脱硫的速率快和生物脱硫的选择性高的优点的新型油品脱硫工艺. 该耦合工艺通过在脱硫微生物表面组装脱硫吸附剂来实现. 比较了常用脱硫吸附剂γ-Al₂O₃、Na-Y分子筛和活性炭在与德氏假单胞杆菌R-8进行吸附-微生物催化原位耦合脱硫工艺中的应用效果. 其中, Na-Y分子筛抑制细胞的脱硫活性, 活性炭吸附了底物二苯并噻吩(DBT)之后难以解吸, 因此, 二者均不适用于耦合脱硫工艺. γ-Al₂O₃由于能够快速地从油相中吸附DBT, 然后将DBT解吸下来传递给R-8细菌进行生物降解, 加快了DBT的传质速率, 从而有效地提高了脱硫速率. 研究还发现纳米结构的γ-Al₂O₃与R-8耦合脱硫的效果优于普通尺寸的γ-Al₂O₃, 所以认为纳米γ-Al₂O₃是原位耦合脱硫较好的吸附剂选择.     

ZrO2负载碳纳米管吸附去除水中氟的研究

以ZrO2负载多壁碳纳米管(ZrO2-MWCT)为吸附剂,系统研究了其对水中F-的吸附、脱附性能。结果表明,F-在ZrO2-MWCT吸附剂上的吸附等温线可以用Freundlich方程模拟,吸附动力学符合拟二级动力学方程,吸附速率随着F-初始浓度的提高而减低。当pH为4~5时,F-在ZrO2-MWCT吸附剂上的吸附量最大。水中阴离子的存在降低ZrO2-MWCT对F-的吸附量,不同阴离子对F-影响的大小顺序为:CO32->SO42->Cl->NO3-。吸附饱和的ZrO2-MWCT可用0.1mol/L的NaOH脱附再生,经4次再生后,其吸附量仍为14.55mg/g。     

凤眼莲对铜离子的生物吸附研究

为探讨滇池凤眼莲对水中重金属离子Cu2 的吸附特性,考察了pH、时间、吸附剂量、浓度等因素对吸附能力的影响,进行了实验室吸附试验,绘制出吸附等温线,并由Langmuir曲线求出相应参数.对凤眼莲进行了脱附-再生实验.分析了吸附机理.结果表明,在pH3.5～5.5范围内,凤眼莲对Cu"有吸附作用,饱和吸附量可达35.6mg/g,吸附等温式为Cf/q=0.027Cf 0.114.用0.5mol/LHCl和NaOH可使其脱附与再生.     

二苯并噻吩在 CoMo/CNT催化剂表面上的吸附行为研究

用等体积浸渍法分别制备了碳纳米管(CNT)、活性炭(AC)、γ-Al2O3负载的CoMo加氢脱硫催化剂.用器外预硫化的方法制备了相应的硫化态的CoMo催化剂.采用程序升温脱附(TPD)技术表征了载体、负载的氧化态CoMo催化剂和硫化态CoMo催化剂的表面酸性.采用热重(TG)和XRD等分析手段研究了二苯并噻吩(DBT)在碳纳米管载体、碳纳米管负载的氧化态CoMo催化剂以及硫化态CoMo催化剂上的吸附行为.对DBT在样品表面的吸附行为与表面酸性进行了关联.研究发现DBT分子在载体、负载的催化剂表面的吸附行为遵循如下的规律硫化态CoMo催化剂对DBT的吸附能力＞相应氧化态CoMo催化剂对DBT的吸附能力≥相应载体对DBT分子的吸附能力.研究表明载体的比表面积的大小不是决定DBT吸附量的主要因素.DBT分子的吸附量与载体或催化剂的表面酸性以及其他表面性质有一定的内在联系,随着表面酸性的增强,吸附量也相应增大.加氢脱硫产物分布结果表明,DBT分子在硫化态CoMo/CNT催化剂的表面可能以端点吸附为主;而在硫化态CoMo/AC和CoMo/γ-Al2O3催化剂上存在两种竞争的吸附态,部分DBT分子端点吸附,而另一部分DBT分子倾向于平躺吸附.     

CuHY分子筛中铜离子的分布与吸附脱硫性能

采用等体积浸渍法制备具有不同Cu担载量的CuHY 分子筛吸附剂. 用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)和氨程序升温脱附(NH3-TPD)技术对分子筛吸附剂进行了表征, 并测定了CuHY 分子筛吸附剂在含二苯并噻吩(DBT)模拟柴油中的吸附脱硫性能; 通过多晶XRD确定了Cu2+在Cu8HY 分子筛笼内的结构与分布. 实验结果表明, 分子筛的骨架结构没有发生改变, 部分Cu2+进入Y型分子筛笼内, 分子筛样品强酸中心有所减少, 中强酸中心有所增加; 进入Y型分子筛笼内的Cu2+, 一部分处于β 笼的SI' 位, 另一部分位于分子筛超笼中的SIII位上, 并与笼内的水分子配位. 处于超笼中的SⅢ位Cu2+对模拟柴油中的DBT分子具有吸附作用, 是吸附脱硫的中心. 而当模拟柴油中存在萘时, 与DBT分子会产生竞争吸附.     

苯和1-辛烯对Ce（Ⅳ）Y分子筛选择性吸附脱硫的影响

选取苯和1-辛烯作为模拟汽油中的芳烃和烯烃,分别研究它们对Ce(Ⅳ)Y分子筛选择性吸附脱硫的影响.结果表明,吸附剂的选择性吸附脱硫性能随着模拟油中苯和1-辛烯含量的增加而显著降低.借助傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外漫反射光谱(UV-DRS)技术研究发现.Ce(Ⅳ)Y分子筛对苯和1-辛烯的吸附模式及影响脱硫的机理是不同的.Ce(Ⅳ)Y分子筛阳离子和苯形成π络合作用,作用力较弱,容易脱附;而与1-辛烯的双键发生σ-π络合,不容易脱附.在Ce(Ⅳ)Y分子筛选择性吸附含苯模拟油中的硫化物时,由于苯的存在,苯和噻吩在分子筛表面存在严重竞争吸附,影响了吸附剂的选择性脱硫.而在含1-辛烯的模拟油中,由于1-辛烯直接和分子筛发生强相互作用,占据了吸附剂的活性位,导致Ce(Ⅳ)Y分子筛的脱硫性能显著降低.     

树脂吸附法深度处理焦化废水

将树脂吸附剂应用于焦化废水的深度处理,考察了温度、投加量、初始pH、时间和流速对CODcr和色度去除效果的影响.静态吸附实验确定了最佳吸附树脂为NDA-99型树脂,最佳投加量为3.00g/L,无需调节pH,最佳温度为303K,吸附等温线满足Freundlich方程.通过动态实验确定了最适宜工艺条件为:流速20BV/h,单柱废水处理量为200BV/批;处理后废水中CODcr浓度从199mg/L降到100mg/L以下,色度从98倍降到50倍以下.使用8％的NaOH溶液脱附再生,最佳脱附流速为5BV/h.     

苯和1-辛烯对Ce(IV)Y分子筛选择性吸附脱硫的影响

选取苯和1-辛烯作为模拟汽油中的芳烃和烯烃, 分别研究它们对Ce(IV)Y分子筛选择性吸附脱硫的影响. 结果表明, 吸附剂的选择性吸附脱硫性能随着模拟油中苯和1-辛烯含量的增加而显著降低. 借助傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外漫反射光谱(UV-DRS)技术研究发现, Ce(IV)Y分子筛对苯和1-辛烯的吸附模式及影响脱硫的机理是不同的. Ce(IV)Y分子筛阳离子和苯形成π络合作用, 作用力较弱, 容易脱附; 而与1-辛烯的双键发生σ-π络合, 不容易脱附. 在Ce(IV)Y分子筛选择性吸附含苯模拟油中的硫化物时, 由于苯的存在, 苯和噻吩在分子筛表面存在严重竞争吸附, 影响了吸附剂的选择性脱硫. 而在含1-辛烯的模拟油中, 由于1-辛烯直接和分子筛发生强相互作用, 占据了吸附剂的活性位, 导致Ce(IV)Y分子筛的脱硫性能显著降低.     

改性Y型分子筛对硫醇硫醚的吸附脱除研究

通过液相离子交换法制备了Cu(I)Y、Ni Y、Ce Y分子筛,以XRD、低温N2吸附-脱附、NH3-TPD、吡啶红外Py-FTIR等方法对其进行物性表征。利用固定床技术、WK-2D微库伦仪及硫化学发光检测GC-SCD色谱评价了改性分子筛对于硫含量300μg/g模拟油(含硫化合物二丙硫醚、环己硫醇和1-庚硫醇与壬烷配制)及HDS汽油的吸附脱硫性能。结果表明,吸附剂对模拟油和HDS燃料油品中硫醇硫醚具有吸附效果,且改性后的分子筛在吸附脱硫过程中,强的B酸对于吸附脱硫有负作用,会使油品中硫醇硫醚发生催化反应,聚合的大分子硫化物遮盖及阻塞吸附活性位点,从而使吸附剂不能够完全地吸附硫化物,造成吸附硫容较小,而弱L酸无催化活性对吸附脱硫有正面影响。     

Mn/Al-SBA-15的制备及吸附脱硫性能

以嫁接法制备的Al-SBA-15为载体,醋酸锰为活性组分前驱体,通过浸渍法制备Mn/Al-SBA-15吸附剂。利用X射线衍射(XRD)、N₂吸附-脱附、NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)、吡啶-原位傅里叶变换红外(Py-FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段对吸附剂进行分析,以模拟汽油中噻吩的脱除反应为模型反应考察了吸附剂的吸附性能,确定了吸附剂的最佳Al/Si物质的量比,并结合表征结果对吸附剂脱硫过程进行机理探讨,最后研究了吸附剂的再生性能。实验结果表明,当Al/Si(mol ratio)为1:45时,吸附剂脱硫性能最高;吸附剂主要通过酸碱作用吸附噻吩分子;Al的引入提高了吸附剂的结构稳定性,从而提高了吸附剂的再生性能。     

脱硫脱硝后V2O5/AC在含NH3气氛中的再生及硫资源化的耦合过程研究

V2O5/AC具有很好的烟气同时脱硫脱硝能力,脱硫过程包括其对烟气中SO2的吸附、吸附饱和后SO2从其上的脱附（再生）及脱附出SO2的资源化。考察了同时脱硫脱硝后的V2O5/AC在含NH3气氛中的再生和硫资源化的耦合过程。研究了NH3注入量、再生温度、再生时间和尾气循环流量对再生效率、硫回收率及二次脱硫脱硝活性的影响。结果表明,再生温度和再生时间主要影响SO2的脱附,因而影响再生效率和二次脱硫脱硝活性;NH3注入量不影响SO2的脱附,但明显影响硫回收率和二次脱硫脱硝活性;尾气循环模式是提高硫回收率的重要方法,但在研究的条件下循环流量对再生效率、硫回收率和二次脱硫脱硝活性的影响不大。     

C_9H_(10)O_2-0.5ZnCl_2/Al_2O_3的制备及其氧化脱硫性能

通过将C_9H_(10)O_2-0.5ZnCl_2双酸型低共熔溶剂固载到Al_2O_3上制备了C_9H_(10)O_2-0.5ZnCl_2/Al_2O_3催化剂。该催化剂采用XRD、FT-IR、SEM、EDS、N_2吸附-脱附技术进行了分析。以C_9H_(10)O_2-0.5ZnCl_2/Al_2O_3为催化剂,过氧化氢为氧化剂研究模拟油中芳香族硫化物的脱除性能。考察反应参数如温度、催化剂加入量、O/S物质的量比、硫化物类型等对催化剂脱硫活性的影响。实验结果表明,在模拟油为5 mL、催化剂量为0.2 g、O/S比为8、反应温度为60℃、反应时间为180 min的条件下,模拟油中二苯并噻吩(DBT)脱硫率为99.2%。此外,在模拟油氧化脱硫中催化剂循环使用六次,其氧化脱硫活性略有降低。研究了C_9H_(10)O_2-0.5ZnCl_2/Al_2O_3催化氧化脱硫的反应机理。     

低温一步法活性炭基脱硫剂的制备与评价

以木屑为原料,在低温条件下一步法制得活性炭基吸附剂,考察了吸附剂制备条件和液-固、气-固吸附条件对吸附剂脱硫性能的影响。结果表明,吸附剂的最佳制备条件为,浸渍液与木屑质量比为1：1,浸渍液中硝酸质量分率为30%、吸附剂表面NiO负载量为5%,常温下浸渍24 h,400℃焙烧3 h。该吸附剂在0.2 g吸附剂/10 mL模拟油、温度为40℃及时间为5 h的液-固吸附脱硫的条件下,脱硫率为28.36%,吸附四次后饱和吸附硫容量可达2.34 mgS/g;在气-固吸附温度为250℃、空速为6.3 h^-1的条件下,饱和吸附硫容量为2.37 mgS/g;高温气-固吸附脱硫对吸附剂的影响表明,与脱硫前相比,吸附剂在比表面积、总孔体积、微孔体积均有明显提高,这说明气-固吸附脱硫过程同时实现了活性炭的扩孔活化。甲苯溶剂再生实验表明,经五次再生后吸附剂的再生性能均可达90%以上。     

离子液体1-烷基-3-羧甲基苯并咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐的合成及在油品中的脱硫应用

合成并表征了一类新型离子液体1-烷基-3-羧甲基苯并咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐,将其与双氧水组合用于脱除模型油中的硫化物.结果表明,当模型油与萃取/催化剂1-辛基-3-羧甲基苯并咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([C_2O_2OBIM][Tf2N])的质量比为5∶1,H_2O_2/S摩尔比为5∶1,于75℃反应1 h后,模型油中二苯并噻吩(DBT)脱硫率为98.8%;脱硫过程符合一级动力学方程,5种硫化物的脱硫速率大小顺序为二苯并噻吩(DBT)4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)苯并噻吩(BT)2,5-二甲基噻吩(2,5-DMT)噻吩(T),其中脱除DBT和BT的反应表观活化能分别为44.16和52.10 k J/mol.该离子液体循环再生使用14次,脱硫率无明显下降.该深度脱硫方法具有操作简便及条件温和的特点.     

多孔微球镍锌复合型吸附剂反应吸附脱硫性能研究

考察了葡萄糖量对氧化锌微球形貌的影响,分别采用等体积浸渍法和水热法制备含Ni质量分数为5%的NiO/ZnO微球吸附剂,使用N2吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段对NiO/ZnO微球吸附剂进行结构和形貌分析,并研究了制备方法对NiO/ZnO微球吸附剂物化性质的影响,再将其经H2还原后制得Ni/ZnO微球吸附剂,在模型汽油中使用噻吩作为含硫化合物,通过固定床反应器进行反应吸附脱硫性能研究。实验表明,与等体积浸渍法制备的负载型NiO/ZnO微球吸附剂相比,水热法制备的复合型NiO-ZnO微球吸附剂的比表面积和孔体积分别高达(40.45 m~2/g)和(0.096 cm~3/g),还原后所得复合型Ni-ZnO微球吸附剂具有更好的脱硫活性,在吸附温度350℃、压力1.0 M Pa、进料液体积空速6 h-1及氢气与模拟油体积比为60的条件下,可以将模拟油中的硫质量含量从1.5×10~(-4)降至10-5以下。并且拥有很好的再生能力,经过多次再生后仍保持很高的脱硫率,具有潜在的工业应用价值。     

四氟硼酸改性活性炭的制备及其吸附脱除二苯并噻吩性能

采用浸渍法制备了四氟硼酸(HBF₄)改性活性炭,并研究了其对模拟油中二苯并噻吩(DBT)的吸附脱除性能。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、差示热分析仪(TG-DTA)、X射线光电子能谱(XPS)以及N₂吸附技术对吸附剂的表面态和孔结构进行了表征,考察了四氟硼酸浓度、热处理温度以及模拟油中DBT浓度对吸附脱硫效果的影响。结果表明,经质量分数0.5%的HBF₄溶液浸渍、140 ℃热处理后,在剂油比1:100条件下,活性炭的吸附容量为352 mg/g,较未改性活性炭提高了72.5%。     

高铁酸钾氧化脱除模拟轻质油中的含硫化合物

考察了K2FeO4对模拟轻质油中苯并噻吩（BT）及二苯并噻吩（DBT）的氧化性能。结果表明，水相中K2FeO4对BT、DBT的氧化活性比较低，水的存在使K2FeO4水解成黄色的Fe(OH)3而失去氧化有机硫化物的能力；在冰乙酸反应介质中，K2FeO4对BT及DBT的氧化活性有了明显的提高；固体催化剂KM的加入显著提高了乙酸反应介质中K2FeO4对BT及DBT的氧化活性。常温、常压，醋酸/模拟油体积比为1.0，K2FeO4/S摩尔比为1.0，KM/K2FeO4质量比为1.0的条件下，DBT的转化率达98.4%，BT的转化率为70.1%。