Ti-MWW分子筛催化叔丁基过氧化氢氧化脱硫

以Ti-MWW为催化剂,考察了不同氧化剂对分别含有苯并噻吩、二苯并噻吩和4,6-二甲基二苯并噻吩等有机硫化物模拟油品氧化反应的影响,结果表明,叔丁基过氧化氢对有机含硫化合物的氧化活性明显高于过氧化氢水溶液。以叔丁基过氧化氢为氧化剂,三种噻吩类含硫化合物氧化的难易顺序为二苯并噻吩> 4, 6-二甲基二苯并噻吩> 苯并噻吩,其氧化活性顺序与含硫化合物中硫原子的电子云密度和空间位阻有关。考察了Ti-MWW/叔丁基过氧化氢催化氧化体系对成品柴油的催化氧化脱硫,结果表明,成品柴油中的含硫化合物可被有效地氧化脱除,在优化的反应条件下,经过两次氧化、萃取后,成品柴油中的总硫含量从1015μg/mL降低至11μg/mL,总脱硫率达到99%。     

季铵盐相转移催化氧化噻吩的研究

以噻吩的正庚烷溶液模拟轻质油品,研究了H2O2—HCOOH氧化条件下，相转移催化氧化噻吩脱硫。实验结果表明，四丁基溴化铵用量0.10g，反应1.5h，反应温度45℃，脱硫率最高可达86.36%。动力学研究表明，以四丁基溴化铵作为相转移催化剂，过氧化氢 甲酸氧化噻吩脱硫为表观一级反应，反应速率常数 K30℃=0.6152h-1、K40℃=1.2672h-1、K50℃=0.8581h-1；相转移催化在H2O2—有机酸体系氧化噻吩脱硫反应中的作用为相转移催化剂阳离子Q+对氧化剂活性组分HCOOO－的转移作用。并建立了相转移催化氧化噻吩脱硫反应的循环模型。     

Keggin结构磷钼钨杂多酸的合成及其催化氧化燃油超深度脱硫的研究

以一种新型简便的低温酸化-醚萃取法制备了一系列Keggin结构磷钼钨杂多酸催化剂，其结构和组成经FT-IR， XRD和XRF表征，并对其进行催化氧化脱硫性能研究。结果表明，控制酸化溶液pH、采用低的滴加温度是实现钼钨比可控、合成具备Keggin结构的磷钼钨杂多酸催化剂的关键。以双氧水为氧化剂，考察磷钼钨杂多酸催化剂对模拟汽油中的噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩的氧化性能。研究发现，随着杂多酸钼钨比的增加，催化氧化脱硫活性呈先增加后降低的趋势，其中，H₃PMo_6.1W_5.9O₄₀杂多酸的催化氧化脱硫性能最优，对废机油裂解得到的汽柴油中噻吩类有机硫的完全转化时间为12 h。     

石油焦系活性炭的吸附脱硫

选取独山子石油焦为原料，以物理活化法制得比表面积达500m2/g～900m2/g的活性炭，进行吸附脱硫研究。采用酸氧化法对活性炭孔结构和微观孔径分布进行改性。酸氧化使活性炭表面酸性官能团含量明显增加，增加量约为原来的5倍。活性炭吸附脱硫性能随表面酸性官能团含量的增加而增大。理想的酸化条件是浓硝酸120℃氧化40min。通过静态吸附实验，活性炭吸附脱硫的最佳条件是，温度25℃，压力1.0MPa，静态吸附6h。最佳条件下吸附脱硫可使模型化合物硫的质量分数从137.9×10－6降至3.1×10－6。从活性炭孔径匹配考察可知，平均孔直径在0.8nm～2.1nm的活性炭对模型化合物硫的质量分数降低具有明显效果。     

金属盐对轻质油品氧化脱硫效果的影响

过氧化氢与低分子醛的氧化体系可以氧化脱除轻质油品中的部分硫,金属盐作为助剂有利于提高油品的脱硫率,尤其对硫醇硫和硫醚硫的脱除。以氧化法分别对三种类型硫-硫醇硫、硫醚硫和噻吩硫的模拟轻质油品进行脱硫实验,并考察四种不同金属盐的助脱硫效果,研究发现助剂SnCl4的作用最为显著。本文还考察了助剂的不同加入比例对脱硫率的影响,结果表明,硫醚硫的脱硫率与SnCl4加入量的大小正比关系比较明显;硫醇硫仅表现于脱臭率的增加;噻吩的硫原子参与芳香环共轭,与金属离子较难络合,因此助剂的加入对其脱除并没有明显效果。     

TS-1/过氧化氢催化体系中有机硫化物的选择氧化

 研究了TS-1/过氧化氢催化体系中几种典型有机硫化物的选择氧化脱除. 结果表明,噻吩和2-甲基噻吩仅在水或叔丁醇溶剂中才能被有效氧化脱除,且两者的反应历程不同. 噻吩分子中的硫原子先被氧化,2-甲基噻吩分子中的噻吩环先被氧化. 当过氧化氢与硫化物摩尔比为4时,噻吩和2-甲基噻吩均可被氧化为硫酸. 采用甲醇、乙腈和水作溶剂时,甲基硫醚和丁基硫醇均可被选择氧化脱除. 由于存在空间位阻,苯并噻吩、二苯并噻吩及4,6-二甲基二苯并噻吩在TS-1/过氧化氢体系中均不能被有效脱除.     

季铵盐相转移催化氧化噻吩脱硫的研究

在验证季铵盐相转移催化氧化噻吩脱硫符合Starks循环模型的基础上推导了噻吩氧化脱硫的反应历程. 反应历程主要包括氧化活性组分从水相向有机相的转移和有机相中的离子反应两个基本阶段, 通过理论计算得到了季铵盐阳离子的萃取平衡常数、阴离子的亲核性以及决定阴阳离子相互作用能的离子有效半径, 筛选出了与实验结果一致的具有良好的相转移催化效果的四丁基溴化铵, 脱硫率最高可达到86.36%; 动力学研究结果表明, 以四丁基溴化铵作为相转移催化剂(PTC), H2O2/HCOOH氧化噻吩脱硫为一级反应.     

Cr3+取代的磷钒铬三元杂多化合物K13PV12Cr2O42·nH2O催化H2O2分解的研究

在合成一种新的杂多化合物(K13PV12Cr2O42)的基础上,进一步考察了反应温度、过氧化氢起始浓度,以及该杂多化合物作为催化剂时的用量对过氧化氢分解反应的催化作用;并将其与同结构的杂多化合物K7PV12Mo2O42对该反应的催化作用进行了比较。在30～50℃范围内得到了催化反应的速率常数,并由Arrhenius公式计算出反应的活化能约为70.63kJ·mol-1,表明所合成杂多化合物对H2O2分解具有良好的催化性能,也说明Cr3+对V5+的取代有助于改善杂多化合物的催化性能。推导出了H2O2催化分解反应的速率方程。     

Preparation and mechanism of Fe-K/AC for catalytic oxidation of hydrogen sulfide

采用正交实验法制备了负载铁、钾的活性炭(Fe-K/AC)热煤气催化氧化脱硫剂,考察了活性组分铁、钾含量、二价铁和三价铁比例、煅烧温度对催化氧化脱硫反应活性的影响.由正交实验极差分析可知,各因素影响程度依次为:钾含量＞铁含量＞煅烧温度＞ Fe2+/Fe3+,最优制备条件为,铁含量0.5％、钾含量5.0％、煅烧温度600℃、Fe2+/Fe3+比0.5.通过对脱硫剂的孔隙结构和表面形貌分析可知,活性炭表面负载的铁金属氧化物具有催化氧化硫化氢生成单质硫的活性,碱金属氧化物具有协同作用,可以改变表面酸碱性,促进硫化氢的催化转化,但过高的金属氧化物负载量会阻塞孔道,减小反应比表面积,从而降低脱硫剂的反应活性.     

改性活性炭脱除含CO_2原料气中低浓度SO_2的研究

用浸渍法分别得到含5%Na2CO3、5%NaHCO3、5%NaOH(质量比)的改性活性炭。研究了改性活性炭在含CO2原料气中的脱硫性能。在固定床反应器上考察了有氧条件下浸渍剂、反应温度和原料气湿度对SO2的脱除影响。分别在常温(25℃)和高温(350℃)下详细考察了原料气中的CO2含量对活性炭脱硫性能的影响。实验表明,常温(25℃)下,CO2的存在对活性炭脱硫有不利的影响;高温(350℃)下,CO2的存在对活性炭脱硫有促进作用。     

模拟轻质油品的氧化脱硫

以正庚烷为溶剂，苯并噻吩（BT）、二苯并噻吩（DBT）、4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）作为模型含硫化合物组成模拟轻质油品，在H2O2-HCOOH氧化体系中对模拟轻质油品氧化脱硫进行了研究。考察了氧化剂用量、氧化温度、氧化时间及芳烃、烯烃、含氮化合物的存在等因素对BT、DBT脱除的影响。实验结果表明：在反应温度60 ℃，H2O2∶S＝7∶1（mol/mol）,H2O2∶HCOOH＝1∶1（v/v）,反应时间在40 min的条件下，4,6-DMDBT能全部脱除, DBT、BT的脱除率分别为96% 、58%。向油品中添加芳烃、烯烃、含氮化合物等对BT、DBT的脱除均有不同程度的影响。     

TS-1/H2O2催化模拟汽油中噻吩的选择氧化研究

随着环境法规的日益严格,世界各国对于燃料中硫质量分数做了新的规定,要求车用燃料的硫控制在10×10-6~50×10-6,燃料电池硫的质量分数控制为(1×10-6。要达到这样高的脱硫深度,传统的脱硫方法面临着极大的挑战[1]。因此,其他非HDS脱硫方法受到研究者关注,其中氧化萃取深度脱硫     

改性氧化铝负载氧化物催化氧化噻吩的脱硫研究

以负载氧化铜的改性氧化铝为催化剂, 在H₂O₂/HCOOH体系中, 对噻吩(C₄H₄S)的正庚烷溶液进行了氧化脱硫研究. 考察了改性酸度、酸性氧化体系、温度、烯烃和芳烃的存在等因素对噻吩脱除的影响, 并对噻吩的氧化机理进行了初步的探讨. 实验结果表明, 醋酸改性负载氧化铜的氧化铝对噻吩氧化的催化活性高; H₂O₂/HCOOH体系中, 噻吩硫的脱除率较其他酸性氧化体系中高; 在H₂O₂/HCOOH体系中, 负载氧化铜的酸改性氧化铝的催化活性对噻吩的催化氧化效果随温度的升高而增大, 但烯烃和芳烃的加入降低了噻吩硫的脱除率.     

氯化胆碱/草酸型低共熔溶剂氧化脱除模拟油硫化物

通过氯化胆碱和草酸在100℃下搅拌,合成了氯化胆碱/草酸型低共熔溶剂。以氯化胆碱/草酸为催化剂、过氧化氢为氧化剂、咪唑氟硼酸盐离子液体为萃取剂氧化萃取一体法脱除模拟油中的二苯并噻吩(DBT)。考察了反应温度、反应时间、氧化剂加入量、萃取剂类型、硫化物类型等因素对脱硫效率的影响。结果表明,当以咪唑氟硼酸盐为萃取剂,n(H2O2)/n(S)=8、反应温度30℃、反应80 min时,二苯并噻吩的脱除率可以达到95%。催化剂重复使用5次后,脱硫率仍然保持在90%。     

Kinetics and Mechanism of the Photo-oxidation of Thiophene by O2 Adsorbed on Molecular Sieves

Photochemical oxidation of thiophene in n-octane/water extraction system using O2 as oxidant was studied. The reaction mechanism ofthiophene oxidation was proposed. Results obtained here can be used as the reference for the oxidative desulfurization of gasoline because thiophene is one of the main components containing sulfur in fluid catalytic cracking gasoline. Thiophene dissolved in n-octane was photodecomposed and removed into the water phase at ambient temperature and atmospheric pressure. A 500 W high-pressure mercury lamp （main wave length 365 nm, 0.22 kW/m） was used as light source for irradiation, and air was introduced by a gas pump to supply O2. Thiophene can be photo-oxidized to sulfone, oxalic acid, SO4^2-, and CO2. The desulfurization yield of thiophene in n-octane is 58.9% under photo-irradiation for 5 h under the conditions of air flow at 150 mL/min and V（water）：V（n-octane）=1：1. It can be improved to 92.3% by adding 0.15 g zeoliteartificial into 100 mL reaction system, which is the adsorbent for O2 and thiophene. And under such conditions, the photo-oxidation kinetics of thiophene with O2/zeoliteartificial is first-order with an apparent rate constant of 0.5047 h^-1 and a half-time of 1.37 h. The sulfur content can be depressed from 800 μL/L to less than 62 μL/L.     

磷钨酸功能化氮化碳的制备及其氧化脱硫研究

以磷钨酸和氮化碳为原料,合成磷钨酸功能化的氮化碳(g-C₃N₄/HPW),并采用XRD、SEM、FT-IR对其结构进行表征。以g-C₃N₄/HPW为催化剂,过氧化氢作为氧化剂,咪唑氟硼酸盐为萃取剂氧化萃取一体法脱除模拟油中的二苯并噻吩(DBT)。考察了反应温度、催化剂加入量、双氧水加入量、萃取剂加入量、硫化物类型等因素对脱硫效果的影响。结果表明,在模拟油为5 mL,g-C₃N₄/HPW为0.02 g,H₂O₂加入量为1.0 mL,BF₄ 为1.5 mL,反应温度70 ℃,反应120 min的条件下,DBT的转化率可达到93%。反应体系循环使用4次催化剂的活性没有明显的降低。     

活性炭的表面处理对二苯并噻吩催化氧化脱除的影响

将一种木质活性炭经过三种表面处理，即高锰酸钾稀硫酸溶液液相氧化、浓硝酸液相氧化和350℃低温气相氧化处理。实验所选活性炭及相应的表面改性炭使用氮气吸附和Boehm滴定分别进行了结构性质和表面化学表征。研究了所选活性炭和相应的表面改性炭催化过氧化氢氧化脱除二苯并噻吩（DBT）。实验结果表明，活性炭表面化学对二苯并噻吩的氧化脱除影响很大；炭表面化学对DBT吸附脱除的影响不同于对DBT氧化脱除的影响，表面酸性越强越有利于DBT的吸附；表面羰基能加速过氧化氢产生自由基，表面羰基量的增加明显有利于DBT的氧化脱除。活性炭经过热处理后，在二苯并噻吩的氧化脱除中催化活性明显增加，正辛烷溶液中硫的体积质量从0.556g·L-1降到0.009g·L-1。     

FCC汽油模型化合物光催化氧化脱硫的研究

以噻吩的二甲苯溶液作为FCC汽油的模型化合物, 双氧水为氧化剂, 研究了在光催化作用下, 双氧水体积分数、 高速均质时间和二氧化钛的加入量等工艺条件对脱硫率的影响, 在适宜条件下, 模型化合物的脱硫率可达到80%以上. 以FCC汽油为实际体系, 在适宜的光催化条件下, 脱硫率可达到59%. 分析结果表明, 含硫化合物的氧化产物为更高极性的物质.