MoO3/介孔Al2O3催化氧化脱除模拟油中的硫

以环己烷为溶剂,二苯并噻吩（DBT）、苯并噻吩（BT）、4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）、噻吩（Th）作为模型含硫化合物配制成模拟油,在MoO3/介孔Al2O3-H2O2体系中对模拟油催化氧化脱硫进行了研究. 考察了MoO3负载量、氧化剂用量、催化剂用量、氧化反应温度及反应时间对DBT脱除效果的影响. 实验结果表明：在MoO3负载量为20%,催化剂用量为1.5%,氧化剂H2O2与模拟油中硫的摩尔比为4,反应温度为60℃,反应时间为40分钟时DBT脱除率最高,达99.4%,几乎可以被完全脱除;在此条件下模型化合物的氧化反应活性顺序为：DBT > 4,6-DMDBT >BT>Th.     

H2WO4/GO的制备及其超声-氧化脱除模拟油中的硫化物

以钨酸和氧化石墨烯为原料,利用浸渍法将钨酸负载到氧化石墨烯上制得H₂WO₄/GO。采用XRD、FT-IR、SEM、BET表征确定H₂WO₄/GO的形态及其结构。以H₂WO₄/GO作为催化剂,H₂O₂作为氧化剂,乙腈作为萃取剂超声氧化脱除模拟油中的二苯并噻吩（DBT）。实验表明,在模拟油为5 mL,钨酸的负载量为30%（质量分数）,催化剂为0.02 g,乙腈为1 mL,H₂O₂/S（mol ratio）为8,反应温度为50℃,超声功率为150 W的最佳反应条件下,二苯并噻吩（DBT）、4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）、苯并噻吩（BT）的脱除率分别达到96.6%、81.2%、72.8%。同时,考察了催化剂的循环使用性能,并对超声氧化脱硫机理进行了研究。     

用Dawson型聚氧钨酸乳液催化氧化燃油超深度脱硫

合成了Dawson型聚氧钨酸乳液催化剂Q18P2W18,Q18P2W17,和Q18P2W12.采用红外光谱和固体核磁技术对其进行了表征,并用于温和条件下H2O2氧化4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)、二苯并噻吩(DBT)、苯并噻吩(BT)和2,5-二甲基噻吩(2,5-DMT)等含硫化合物的反应中.结果表明,...     

过氧磷钨酸催化氧化脱除模拟油中的含硫化合物

考察了以H₂O₂为氧化剂, 过氧磷钨酸为催化剂催化氧化脱除模拟油中的含硫化合物苯并噻吩(BT)和二苯并噻吩(DBT). 讨论了催化剂用量、反应温度、反应时间和剂油体积比等因素对反应的影响. 实验结果表明, 当催化剂用量为0.48%(质量分数), V(H₂O₂)∶V(Oil)=1∶50, 反应时间为60 min, 反应温度为60 ℃时, BT的脱除率达到96.48%, DBT的脱除率达到99.42%. 动力学研究结果表明, 过氧磷钨酸为催化剂的氧化脱除模拟油中的含硫化合物的反应为表观一级反应.     

二苯并噻吩类硫化物在非负载型NiMoW催化剂上加氢脱硫反应机理

研究了二苯并噻吩(DBT)、4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)在非负载型NiMoW催化剂上的加氢脱硫反应产物分布及反应机理,给出了它们在非负载型催化剂上加氢脱硫反应网络.研究发现,由于甲基的空间位阻效应,二苯并噻吩类化合物加氢脱硫转化率顺序为4,6-DMDBT≈4-MDBT＜DBT,而非负载型NiMoW催化剂具有很高的芳环加氢活性,有利于烷基取代的芳环加氢,减弱空间位阻效应,使烷基取代的二苯并噻吩类化合物得到有效脱除.DBT的脱硫产物会被进一步加氢,其产物分布与联苯加氢产物相似.4-MDBT有两种预加氢脱硫反应路径,甲基取代的苯环由于甲基的供电子效应会被优先加氢.非负载型催化剂存在的L酸中心会使部分4-MDBT和4,6-DMDBT通过脱甲基反应生成DBT再进行脱硫反应.     

溴氧化铋/石墨烯可见光下光催化氧化脱硫的研究

采用水热法制备了BiOBr/石墨光催化剂, 并利用X 射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、固体荧光（PL）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等方法对其进行表征。以二苯并噻吩的环己烷溶液为模拟油品,考察反应温度、石墨烯负载量和氧化剂H₂O₂用量等条件对BiOBr/石墨光催化氧化脱除模拟油中DBT的性能的影响,不同模型化合物的光催化活性为DBT>4, 6-DMDBT>BT,根据实验结果提出了BiOBr/石墨光催化剂氧化DBT的机理。     

功能化含磷钼酸介孔硅材料的制备及其在深度氧化脱硫中的应用

随着全球工业的快速发展,化石燃料的消耗量日益增加,从而导致有毒污染物的排放量随之增加.燃料油中的含硫化合物燃烧后会形成SOx.SOx排放到大气中会形成酸雨污染环境.因此,超清洁燃料的生产迫在眉睫.目前主要的脱硫工艺为加氢脱硫(HDS).HDS能够有效脱除燃油中的硫醚、硫醇和二硫化物等含硫化物,但对于芳香族硫化物及其衍生物(如苯并噻吩、二苯并噻吩和4,6-二甲基二苯并噻吩等)的脱除效果较差,而且HDS需要在高温、高压且有合适催化剂存在的条件下进行反应.因此,开发操作简单、反应条件温和、能够高效脱除芳香族硫化物及其衍生物的脱硫工艺已成为目前研究的热点.催化氧化脱硫(CODS)能够在温和条件下高选择性脱除芳香族硫化物及其衍生物,作为HDS的有效补充,在深度脱硫领域的应用得到了广泛认可.目前适用于CODS的催化剂有分子筛、甲酸、过氧化物酶、氧化钼和杂多酸等.其中,含钼(VI)催化剂在CODS中表现出良好的性能,得到了广泛的研究和应用.在CODS中,催化剂载体同样起着重要作用.从实际应用角度出发,无定形二氧化硅在制备过程及经济性方面存在着不可替代的优势.到目前为止,无定形SiO2负载磷钼酸(HPMo)作为CODS催化剂的研究鲜有报道.本课题组以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为介孔模板剂,以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,通过沉淀法直接合成了功能化含HPMo介孔复合材料HPMo-SiO2.采用XRD,FT-IR,31P-NMR和XPS等测试手段对所制备的材料进行了表征.结果表明,作为催化活性位点的钼以磷钼酸的形式存在,磷钼酸的Keggen结构在负载过程中没有遭到破坏,并且活性磷钼酸能够均匀分散在二氧化硅载体上.HPMo-SiO2的比表面积为365.0 m2/g,总孔容为1.237 cm3/g,平均孔径为12.91 nm.本文系统研究了模型油脱硫反应条件、催化剂循环使用次数及催化反应动力学.结果表明,HPMo-SiO2具有高效的脱硫活性,在反应温度为55oC,催化剂与模型油质量比为0.7%,反应时间为10 min的条件下,二苯并噻吩(DBT)脱除率可达100%;在反应温度为60oC,催化剂与模型油质量比为1.0%,反应时间为30 min的条件下,苯并噻吩(BT)脱除率可达100%.同等反应条件下,DBT的反应活性大于BT.DBT及BT的氧化脱除反应均符合表观一级动力学模型,且DBT脱除反应的表观活化能小于BT脱除反应.所制备的催化剂经过10次循环使用,DBT脱除率仍可以达到95.2%(BT为95.7%),说明所制备的HPMo-SiO2催化剂具有高活性和强稳定性.通过气质联用及微库仑仪对反应产物进行了分析,结果表明,BT和DBT的氧化产物分别为苯并噻吩砜(BTO2)和二苯并噻吩砜(DBTO2),且氧化产物全部被催化剂吸附,油品中没有含硫化合物的存在,因此不需要后续的氧化产物分离操作,提高了整个脱硫工艺的经济性,并且有效减少了分离操作带来的油品损失.     

羧基功能化苯并三氮唑类离子液体的合成及在萃取-氧化脱硫中的应用

合成了新型离子液体(ILs)1-烷基-3-羧甲基苯并三氮唑双三氟甲磺酰亚胺盐,并对其进行了表征.将其与双氧水组成催化氧化体系,考察了脱除模型油品中硫化物的效果.结果表明,以离子液体1-5基-3-羧甲基苯并三氮唑双三氟甲磺酰亚胺盐[C2O2BBTA][NTf2]为萃取/催化剂,设定n(H2O2)∶n(S)=2.5∶1,m(模型油)∶m(离子液体)=5∶1,在75℃下反应1 h后,模型油中二苯并噻吩(DBT)、苯并噻吩(BT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)的脱硫率分别为98.3%,98.3%和96.6%.所合成离子液体重复使用10次,脱硫率无明显变化.该方法操作简单、反应条件温和,可以实现深度脱硫.     

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%。     

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.     

己内酰胺基酸性低共熔剂对柴油的氧化脱硫:低共熔剂组成与催化反应活性（英文）

汽车尾气中硫化物的排放所导致的酸雨和PM2.5等环境污染问题广受关注.各个国家和地区也相继制定了严格的标准来控制柴油中的含硫量.加氢脱硫工艺成熟,但是需要在高温高压下进行,并且柴油中二苯并噻吩及其衍生物的位阻效应使得加氢脱硫难以将其脱除.氧化脱硫作为加氢脱硫的补充技术,以其反应条件温和等优点成为脱硫研究的重要课题.作为离子液体类似物,低共熔剂不仅具有离子液体的优点,而且无毒、生物可降解、价格低廉,且制备过程简单,是一种绿色溶剂.低共熔剂作为萃取剂和催化剂用于柴油的氧化脱硫中,展现出非常好的应用前景.尽管在低共熔剂氧化脱硫体系中氢键发挥着重要的作用,但是关于低共熔剂组成,氢键强度与氧化脱硫反应活性三者之间关系的探究相对缺乏.本文以己内酰胺和草酸为原料,调节二者配比制备了一系列己内酰胺基低共熔剂.通过差示扫描量热法、傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱以及热重分析对制备的低共熔剂进行表征,从而确定组成与氢键之间的关系.将制备的低共熔剂应用于氧化脱硫体系中,发现氧化脱硫率随着低共熔剂组成的变化而规律变化.此外,系统地研究了影响氧化脱硫效率的反应参数.结果表明,在优化的反应条件下,己内酰胺基酸性低共熔剂的脱硫率可以达到98%.该反应体系下,三种不同硫化物的脱除率按照以下顺序依次递减:二苯并噻吩4,6-二甲基二苯并噻吩苯并噻吩.实验数据与表征结果表明,在低共熔剂氧化脱硫体系中氢键相互作用影响脱硫效率,而氢键相互作用则可以通过调节低共熔剂的组成来改变.该结果为了解柴油深度脱硫机理提供了新的思路.     

EMIES/p-TsOH型低共熔溶剂的合成及其氧化脱硫性能的研究

通过1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯离子液体（EMIES）和对甲苯磺酸（p-TsOH）的混合物制备EMIES/p-TsOH型低共熔溶剂。其结构特征通过红外光谱、氢谱和热重技术进行了分析。并以EMIES/p-TsOH作为催化剂与萃取剂,H₂O₂作为氧化剂研究了其对模拟油中的硫化物的脱除性能。考察了反应温度、n（H₂O₂）/n（S）比、低共熔溶剂加入量及硫化物类型对脱硫效果的影响。在最佳的条件下,模拟油中二苯并噻吩（DBT）、4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）和苯并噻吩（BT）的脱除率分别为96.2%、92.2%和88.8%。经过五次循环使用后,DBT的脱除率仍达到93.6%。对该脱硫体系进行了动力学分析,其表观活化能为66.4kJ/mol。     

Deep extractive desulfurization of diesel fuels by FeCl3/ionic liquids

The extractive desulfurization of dibenzothiophene（DBT）,benzothiophene（BT）,and 4,6-dimethyldi-benzothiophene （4,6-DMDBT） in model oil was carried out using anhydrous FeCl₃ and 1-methyl-3-octylimidazolium chloride system（[Omim|Cl·2FeCl₃）.This new system exhibited high extractive efficiency and the sulfur removal of DBT in model oil(V_IL/V_oil=1/20) could reach 99.4%at room temperature for 30 min,which was obviously superior to single[Omim]Cl as extractant（22.9%）.When the[Omim|CI·2FeCl₃ was used,the S-removal of 4,6-DMDBT and BT could also be up to 99.3%and 96.2%, respectively.Moreover,the ionic liquid could be recycled five times without a significant decrease in extractive ability.     

Desulfurization of model and real fuels by extraction and oxidation processes using an indenylmolybdenum tricarbonyl pre-catalyst

Regulations on the permissible levels of sulfur in transportation fuels are becoming ever more strict, with a global shift towards “zero sulfur” fuels, and the revamp of existing hydrodesulfurization (HDS) facilities to meet these lower caps is cost-prohibitive. Metal-catalyzed sulfoxidation chemistry is viewed as an economically viable desulfurization strategy that could complement conventional HDS technology. In the present work, the complex [η⁵-IndMo(CO)₃Me] ( 1 ) (Ind = indenyl) was employed in the catalytic oxidative desulfurization (CODS) of model and real liquid fuels, using aqueous hydrogen peroxide (H₂O₂) as oxidant. After optimization of the CODS reaction parameters (diesel/H₂O₂ ratio, catalyst amount, temperature), a high-sulfur (2000 ppm) model diesel containing benzothiophene, dibenzothiophene, 4-methyldibenzothiophene and 4,6-dimethyldibenzothiophene could be completely desulfurized within 2 hr under solvent-free conditions or in the presence of the ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([BMIM]PF₆) as extraction solvent. The catalyst formed under solvent-free conditions could be recycled without a significant decrease in desulfurization activity. The high performance of the CODS system was verified in the sulfur removal from a commercial untreated diesel fuel with a sulfur content of 2300 ppm, and a jet fuel with a sulfur content of 1100 ppm. Solvent-free CODS in combination with initial/final extraction gave desulfurization efficiencies of 70% for the diesel fuel and 55% for the jet fuel. CODS with [BMIM]PF₆ in combination with initial/final extraction led to a sulfur removal of 95.9% for the diesel fuel, which is one of the best results yet reported for ODS of commercial diesels.     

Effect of the nature of sulfur compounds on their reactivity in the oxidative desulfurization of hydrocarbon fuels with oxygen over a modified CuZnAlO catalyst

The reactivity of thiophene, dibenzothiophene (DBT), and 4,6-dimethyldibenzothiophene (4,6-DMDBT), which are the representatives of the main classes of sulfur compounds that are the constituents of diesel fractions, was studied in the course of their oxidative desulfurization with oxygen on a CuO/ZnO/Al₂O₃ catalyst modified with boron and molybdenum additives. At T ≥ 375°C, the reactivity increased in the order thiophene < DBT < 4,6-DMDBT. The degree of sulfur removal in the form of SO₂ from hydrocarbon fuel, which was simulated by a solution of 4,6-DMDBT in toluene, was 80%. Under the assumption of a first order reaction with respect to sulfur compound and oxygen, the apparent activation energies of the test processes were calculated. An attempt was made to reveal the role of the adsorption of sulfur compounds in the overall process of oxidative desulfurization with the use of X-ray diffraction analysis, X-ray photoelectron spectroscopy, and differential thermal and thermogravimetric analysis with the massspectrometric monitoring of gas phase composition.     

Highly efficient extraction and oxidative desulfurization system using Na7H2LaW10O36⋅32 H2O in [bmim]BF4 at room temperature

Highly efficient, deep desulfurization of model oil containing dibenzothiophene (DBT), benzothiophene (BT), or 4,6-dimethyldibenzothiophene (4,6-DMDBT) has been achieved under mild conditions by using an extraction and catalytic oxidative desulfurization system (ECODS) in which a lanthanide-containing polyoxometalate Na(7)H(2)LnW(10)O(36)?32?H(2)O (LnW(10); Ln = Eu, La) acts as catalyst, [bmim]BF(4) (bmim = 1-butyl-3-methylimidazolium) as extractant, and H(2)O(2) as oxidant. Sulfur removal follows the order DBT>4,6-DMDBT>BT at 30?°C. DBT can be completely oxidized to the corresponding sulfone in 25?min under mild conditions, and the LaW(10)/[bmim]BF(4) system could be recycled for ten times with only slight decrease in activity. Thus, LaW(10) in [bmim]BF(4) is one of the most efficient systems for desulfurization using ionic liquids as extractant reported so far.     

DESs/SG催化剂的制备及其氧化脱硫性能

通过溶胶-凝胶法将脯氨酸基低共熔溶剂负载到硅胶上制得DESs/SG型催化剂。采用FT-IR、XRD、SEM/EDS及N₂吸附-脱附等手段对催化剂的结构进行表征。结果发现,低共熔溶剂可以成功负载到硅胶中,硅胶的比表面积和孔体积有所下降,而孔径增大。以DESs/SG为吸附剂和催化剂,H₂O₂为氧化剂,研究其对模拟油中的二苯并噻吩的脱除性能,考察了低共熔溶剂负载量、反应温度、n(H₂O₂)/n(S)比、催化剂用量、含硫化合物的类型以及催化剂循环使用次数对脱硫效率的影响。结果表明,在最优脱硫条件下,DESs/SG对二苯并噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩和苯并噻吩的脱硫率分别为97%、96. 5%和46. 4%;催化剂循环使用九次后,催化脱硫效率仍高达89. 4%。     

Gas chromatographic determination of benzothiophenes in high-purity sulfur

A procedure is developed for the determination of benzothiophene, dibenzothiophene, and 4,6-dimethyldibenzothiophene in high-purity sulfur, including liquid-phase microextraction preconcentration, identification by gas chromatography?mass spectrometry, and gas chromatographic determination with flame photometric detection. The rate of microextraction recovery was from 16 to 78%. The limits of detection were 8 × 10^–5 wt % for benzophiophene and 2 × 10^–5 wt % for dibenzothiophene and 4,6-dimethyldibenzothiophene.     

Liquid phase adsorption by microporous coordination polymers: removal of organosulfur compounds

The utility of microporous coordination polymers (MCPs) for the adsorption of large organosulfur compounds (benzothiophene, dibenzothiophene, 4,6-dimethyldibenzothiophene) found in fuels is demonstrated. Large capacities are obtained at both low and high sulfur concentrations. For 4,6-dimethyldibenzothiophene, the compound most difficult to remove using current industrial techniques, a capacity of 41 g S/kg MCP at 1500 ppmw S is achieved by UMCM-150. It was determined that the size/shape of the pores in the MCP, rather than the surface area or pore volume, is the most important factor controlling adsorption capacity.