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国家工程技术图书馆
2022年11月29日
摘要: 柴油是当今社会主要使用的能源之一,柴油中的硫化物经过燃烧会导致雾霾等环境问题,也会危害人体健康,为了避免含硫化合物造成的危害,世界各国都制定了严格的法规限制柴油中的硫含量。当前工业中采用的是加氢脱硫,该技术需要高温高压等严苛的操作... 展开 柴油是当今社会主要使用的能源之一,柴油中的硫化物经过燃烧会导致雾霾等环境问题,也会危害人体健康,为了避免含硫化合物造成的危害,世界各国都制定了严格的法规限制柴油中的硫含量。当前工业中采用的是加氢脱硫,该技术需要高温高压等严苛的操作条件,而且对于噻吩类硫化物去除效果一般,因此,亟需发展新的技术解决柴油超深度脱硫的问题。 负载型金属盐催化剂具有结构可调控、催化活性优良、重复利用性能佳等优点,本文以不同的载体负载铈钒双金属盐作为非均相催化剂,活化空气中的氧气进行催化氧化脱硫,取得了良好的效果。 首先,采用水热-煅烧法制备了CeVO4/SiO2催化剂,通过表征验证了催化剂的成功制备,最终确定了CeVO4负载量为5%、煅烧温度为700℃、煅烧时间为3小时的最佳制备条件,在最佳制备条件下考察了脱硫实验条件对脱硫率的影响因素,最佳的脱硫实验条件为反应温度130摄氏度、催化剂添加量0.06g/20g模拟油、空气通入速率150mL/min、搅拌速率600rpm。在该反应条件下,DBT、4,6-DMDBT和BT的脱除率在反应3小时后分别可以达到98.59%、99.24%和70.09%。在模拟油中同时加入环烷烃、烯烃和芳烃等物质后,脱硫率降低至79.76%,这是由于烯烃在该体系内进行了反应。在循环使用6次后该催化剂的脱硫率为90.08%,具有较好的重复利用性。通过自由基猝灭实验和对氧化产物进行红外表征,探究了氧化过程的机理。 为了增强载体与活性组分之间的相互作用,加快反应速率,选用了纳米片状氮化硼作为载体,活性组分不变,通过SEM等手段表征了催化剂,确定了催化剂的最佳制备条件为CeVO4负载量为10%、煅烧温度为500℃、煅烧时间为3小时。在最佳脱硫条件下,4,6-DMDBT可被完全去除,DBT和BT的去除率分别为99.62%和71.29%,且该催化剂具有较好的可重复利用性,循环使用前三次脱硫率基本不变,至第六次时脱硫率为91.12%。 本研究制备了两种非均相催化剂用于柴油氧化脱硫,为未来柴油超深度脱硫提供了一种新的可能。 收起
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