噻吩类硫化物和吡啶在分子筛上竞争吸附的分子模拟

针对焦化粗苯中碱性氮化物的存在会降低催化剂的活性,给加氢脱硫过程带来不利影响的问题,采用巨正则蒙特卡罗法在温度为473.15～673.15 K下研究了不同力场下,焦化粗苯中典型的硫化物噻吩和吡啶在FAU(八面沸石)分子筛上的吸附热;在焦化粗苯加氢条件下,在温度为573.15 K、压力为0.01～ 100 MPa条件下模拟噻吩类硫化物(噻吩、2-甲基噻吩、2,5-二甲基噻吩)和吡啶在分子筛上二组分的竞争吸附;在焦化粗苯加氢条件下,焦化粗苯进料条件下,模拟噻吩类硫化物和吡啶的多组分的竞争吸附和吸附位.研究表明:在Universal力场下,计算得到的噻吩吸附热(105.50 kJ/mol)和吡啶吸附热(62.93 kJ/mol)处于文献报道的范围内;在温度为573.15 K、压力为0.01～100 MPa的条件下,各吸附质的饱和吸附量大小顺序为:噻吩＞吡啶＞2-甲基噻吩＞2,5-二甲基噻吩,2-甲基噻吩和2,5-二甲基噻吩在分子筛上的吸附量较小,噻吩和吡啶的吸附量随着压力的增大不断增大.     

噻吩和烃类在Cu（Ⅰ）Y分子筛上的吸附和扩散

通过液相离子交换法制备出Cu（Ⅰ）Y分子筛,并采用频率响应技术研究噻吩、苯、1-辛烯和正辛烷在Cu（Ⅰ）Y分子筛上的吸附和扩散。结果显示,噻吩和正辛烷在Cu（Ⅰ）Y分子筛上的传质过程的速控步骤为吸附过程,并存在两种不同的吸附过程,结合吸附等温线发现噻吩和Cu（Ⅰ）Y分子筛的作用力明显强于正辛烷的。苯在Cu（Ⅰ）Y分子筛上的传质过程的速控步骤为扩散过程,结合扩散系数,表明苯在Cu（Ⅰ）Y分子筛上的扩散为单一扩散过程。     

杂多酸型离子液体的合成及在清洁氧化中的应用

合成了杂多酸型离子液体BMAI[HPW_(12)O_(40)],并对其进行了核磁共振波谱(~1H-NMR、~(13)C-NMR)、红外光谱(IR)和热重分析技术(TG)等表征,将其作催化剂用于模拟柴油氧化脱硫。结果表明,在40℃、15 mL油样、1.75mL H_2O_2、0.028g离子液体的条件下,4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)的脱硫率可达到95.5%;催化剂重复使用5次之后,催化活性基本不变;同时对4,6-二甲基二苯并噻吩的反应动力学进行了研究,得知该反应为一级反应,表观活化能E_a为31.55kJ/mol,指前因子K_0为2.36×104 min-1。     

TiO_2-MCM-41的制备表征及选择性吸附脱硫研究

以钛酸正丁酯作为钛源,MCM-41为载体,采用加热回流法合成了TiO2-MCM-41介孔分子筛(n(Si)/n(Ti)=5),并借助XRD、FT-IR、N2吸附-脱附等表征手段研究了吸附剂的结构特性。以催化裂化汽油为油品进行静态脱硫和动态脱硫实验,结合使用固定床技术和色谱-硫化学发光检测(GC-SCD)偶联技术系统考查了吸附剂的选择性吸附脱硫性能及其对不同硫化物的选择性规律。结果表明,TiO2在介孔分子筛MCM-41的内孔壁能均匀分散;TiO2与MCM-41孔道表面的SiO2以Si—O—Ti键连接;MCM-41经负载TiO2后,吸附脱硫性能明显提高;TiO2-MCM-41对FCC汽油中各种硫化物的选择性顺序为:四氢噻吩2-甲基四氢噻吩≈C5硫醚3,4-二甲基噻吩2/3-乙基噻吩2-乙基-5-甲基噻吩噻吩2,5-二甲基噻吩C1-C3硫醇2-甲基噻吩2,3-二甲基噻吩3-甲基噻吩2,4-二甲基噻吩苯并噻吩。     

AgAl-HMS分子筛的制备及吸附脱硫性能的测定

采用溶胶-凝胶法分别制备Ag-HMS、Al-HMS和Ag Al-HMS分子筛,并对其进行XRD、BET等表征;考察不同制备条件对分子筛结构和吸附性能的影响.用动态吸附实验测定3种分子筛对模拟油中硫化物的吸附性能,并考察Ag Al-HMS分子筛对噻吩(T)、苯并噻吩(BT)和二苯并噻吩(DBT)的吸附选择性,以及甲苯对其吸附性能的影响.结果表明:3种分子筛的骨架结构基本一致,具有明显HMS分子筛的六方介孔结构.当硅铝摩尔比为30,银硅摩尔比为0.02时,3种分子筛的吸附能力依次为Ag Al-HMSAg-HMSAl-HMS.Ag Al-HMS对T、BT和DBT的吸附选择性依次为DBTBTT.模拟油中加入甲苯后,穿透容量降低了41.9%.     

REY对噻吩和四氢噻吩催化转化行为的红外光谱研究

以NaY、HY、液相稀土Ce离子交换改性的Y分子筛(L-CeY)和稀土离子改性的超稳Y分子筛(HRSY-3)为研究对象,在氨气程序升温脱附(NH3-TPD)和吡啶吸附傅里叶变换红外光谱(Py-FTIR)表征其酸性能的基础上,采用原位傅里叶变换红外光谱(In situ FTIR)技术以噻吩和四氢噻吩作为探针分子,研究噻吩硫化物在稀土离子改性的Y型(REY)分子筛上的吸附及转化行为。结果表明,室温条件下噻吩在分子筛强B酸中心作用下即可发生质子化反应,质子化的噻吩分子可进一步发生低聚反应,且稀土物种和非骨架铝有关的L酸中心与B酸的协同作用促进质子化噻吩向低聚物的转化;而四氢噻吩在NaY、HY及REY型分子筛上均无催化反应发生。     

频率响应法研究噻吩在CeY分子筛上的吸附行为

以NaY、液相Ce离子交换改性的Y型分子筛(L-CeY)为研究对象,运用N2吸附、XRD、NH3-TPD和Py-FTIR等实验方法表征两种Y型分子筛的物化性能。采用频率响应技术(FR)和智能重量分析仪(IGA)研究噻吩在两种分子筛上的吸附行为,并考察噻吩在稀土离子改性Y型分子筛上的不同吸附作用模式。结果表明,频率响应技术能够有效识别分子筛孔道内发生的不同传质过程。噻吩在NaY分子筛上的吸附行为较为简单,存在孔道吸附和π电子相互作用两种吸附过程;而在L-CeY分子筛上吸附行为较为复杂,同时存在孔道吸附和"S-M"吸附等多种吸附过程,另外,在高温条件下,还存在复杂的催化反应过程。     

Y型分子筛吸附噻吩、苯的模拟和实验

用蒙特卡罗方法模拟了温度为29,62,100℃时噻吩、苯在NaY和Ce(Ⅳ)Y分子筛上的吸附等温线,并与实验测定的吸附等温线进行了比较。结果表明,各吸附等温线均属于第Ⅰ种类型的吸附等温线,并且随着温度的降低,噻吩、苯的饱和吸附量均增大。Burchart1.01-Dreiding2.1力场可很好的描述NaY,Ce(Ⅳ)Y分子筛与噻吩、苯分子之间的相互作用。     

柠檬酸改性金属磷化物对4,6-二甲基二苯并噻吩加氢脱硫性能

研究了柠檬酸(CA)对磷化物催化剂(Ni2 P,MoP和WP)的加氢脱硫性能的影响,并通过N2吸附、XRD、TEM和H2-TPR等表征手段分析CA对载体的质构性质、磷化物活性相形貌以及金属-载体之间的相互作用的影响.在4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)的催化反应中,引入CA提高了Ni2 P和MoP催化剂的本...     

沸石分子筛选择吸附脱除焦化苯中微量噻吩

对ZSM-5沸石分子筛选择吸附脱除焦化苯中微量噻吩的性能进行了研究。结果表明,经过Cu2+交换改性的CuNaZSM-5沸石分子筛主要通过Cu2+与噻吩形成的π-络合键选择吸附苯中噻吩,吸附后焦化苯中噻吩的质量浓度在1 mg/L以下。由Na型交换Cu2+得到的CuNaZSM-5比由H型交换得到的CuHZSM-5有更显著的吸附脱除焦化苯中噻吩的性能。选择吸附性能还与Cu2+交换温度有关,Cu2+较适宜的交换温度为90℃。CuNaZSM-5脱除焦化苯中微量噻吩较适宜的吸附条件为:常压、450℃下O2活化1 h,吸附温度为25℃。通过测定CuNaZSM-5吸附穿透曲线,计算得到CuNaZSM-5沸石分子筛的饱和吸附容量为4.10 mg/g,在本实验条件下测得吸附区长度为2.4 cm。     

DETA接枝氧化石墨烯吸附二氧化碳的量子化学研究

氧化石墨烯枝接有机胺是极具潜力的CO₂吸附剂,为促进GO-DETA的研发和设计,亟需对其微观反应机理进行详细深入的研究。本文采用量子化学方法较为详细地研究了DETA接枝氧化石墨烯捕获CO₂的微观机理。首先,构建合理的吸附剂模型,并通过静电势分析发现,静电势负值较大处(-158.06 kJ/mol、-149.10 kJ/mol)是潜在的较好的吸附点位,量子化学计算也表明,在静电势负值较大处物理吸附能更大(-28.28 kJ/mol、-11.30 kJ/mol),进一步验证静电势负值较大处是较好的吸附点位。随后在最佳反应位点进行CO₂吸附量子化学计算。计算结果表明,DETA接枝氧化石墨烯具有较好的吸附CO₂性能,反应能垒为(172.9 kJ/mol、170.5 kJ/mol),而且气氛中H₂O有催化作用,吸附反应能垒显著降低,仅需37～56 kJ/mol。相比于羧基接枝DETA氧化石墨烯(-11.30 kJ/mol、56.5 kJ/mol),环氧基接枝DETA氧化石墨烯的物理吸附能...     

稀土Y分子筛吸附脱除碱性氮化物

以稀土Y分子筛为吸附剂,在间歇式反应釜中对含喹啉的十二烷溶液进行静态吸附试验,确定了稀土Y分子筛吸附脱氮的最佳温度,并从热力学及动力学角度研究了吸附脱氮过程。实验结果表明:当吸附温度为393K时,脱氮率达到最高,为55.8%,静态饱和吸附量为23.56mg/g;稀土Y分子筛吸附脱氮过程符合Langmuir吸附模型和拟二级吸附速率方程,为自发吸热的化学吸附,活化能为11.49kJ/mol。     

噻吩在Y型分子筛上吸附与转化行为

以NaY、HY、液相Ce离子交换改性Y分子筛(L-CeY)为研究对象,运用Py-FTIR和NH3-TPD对Y型分子筛的酸类型、酸强度、酸量进行了表征;采用原位红外光谱技术研究了噻吩在Y型分子筛上的吸附和转化行为。结果表明,分子筛的B酸位是噻吩发生质子化及低聚反应的活性中心。Y型分子筛对噻吩的催化活性顺序为L-CeYHY,这可由Y型分子筛B酸位的量和强度区别以及稀土离子物种与B酸中心的协同作用进行解释。     

NiY/Beta复合分子筛吸附脱硫性能研究

采用液相离子交换法制备了NiY及NiY/Beta分子筛,利用智能重量分析仪测定了噻吩、苯在NiY、NiY/Beta分子筛上的吸附-脱附等温线,计算比较了噻吩、苯在分子筛上的扩散系数,同时使用固定床技术考查了改性后的分子筛对催化裂化汽油的吸附脱硫性能。结果表明,复合分子筛NiY/Beta仍然保持着较好的微孔结构,对噻吩的饱和吸附量大于苯的。而且噻吩在NiY/Beta分子筛上的相对扩散系数明显增大,而苯的扩散系数有所减少,这有利于噻吩在分子筛上的扩散过程,抑制了苯在分子筛上的吸附,从而提高了NiY/Beta复合分子筛对噻吩的选择性脱除能力。对于FCC汽油NiY/Beta复合分子筛也表现出更好的深度脱硫能力。     

HPLC-GC-AED法研究柴油中硫化物组成及分布

采用HPLC-GC-AED法研究科威特常三线柴油中硫化物组成及分布。用HPLC对油样进行预分离,切割出5个馏分并回收,再采用GC-AED技术检测各组分中的硫化物,确定其结构类型及分布。结果表明,科威特常三线柴油中硫化物的类型为不同碳数取代基的苯并噻吩类和二苯并噻吩类;烷基取代苯并噻吩类中,各硫化物含量随取代基碳数增多呈递增分布,而烷基二苯并噻吩类中,取代基碳数较少的硫化物C3DBT、C2DBT、C1DBT中硫的含量较高。含硫化合物主要分布在L1～L3馏分,其中L2中硫的含量最高,占总硫的44.4%。最难以加氢脱除的含硫化合物4-MDBT主要分布在L2馏分中,而4,6-DMDBT主要分布在L3馏分中。     

介孔Ag-HMS分子筛的制备及其吸附脱硫性能研究

在HMS分子筛制备过程中添加过渡金属离子Ag＋,制得新型脱硫吸附剂Ag-HMS分子筛.通过模拟汽油静态吸附实验,考察其对噻吩和二苯并噻吩的吸附性能.研究表明,添加过渡金属离子Ag＋改性的Ag-HMS分子筛的吸附脱硫效果明显优于未改性的HMS分子筛.考察不同的制备条件对分子筛吸附脱硫性能的影响,结果表明,Ag/Si摩尔比0.02,反应温度为40℃,焙烧温度为550℃时,制得Ag-HMS分子筛的燃油吸附脱硫性能最佳.BET、XRD等表征结果表明,Ag-HMS分子筛较好地保持了原有的结晶度,比表面积、总孔容有所减小.     

基于原位红外光谱法的β分子筛上噻吩烷基化反应机理探究

运用原位红外光谱技术系统探究了噻吩与1-己烯在Hβ分子筛上的吸附、竞争吸附和烷基化转化行为,讨论了不同酸性位在噻吩及烯烃分子发生烷基化反应过程中所扮演的角色。结果表明,1-己烯分子优先在B酸位上吸附,并容易发生质子化和二聚反应,因此与噻吩分子的吸附及质子化反应过程存在显著的竞争关系;在Hβ分子筛非骨架铝物种上吸附的噻吩分子更易于与邻近B酸中心上质子化的1-己烯分子发生烷基化反应。研究结果可为烷基化脱硫分子筛催化剂的开发提供基础理论数据支撑。     

频率响应法研究噻吩在Y型分子筛上的吸附扩散性能

利用频率响应技术考察了噻吩在NaY分子筛和两种分别采用液相和固相离子交换法制得的CeY分子筛上的吸附、扩散行为,并与TG/DTG曲线和吡啶红外等技术相结合来分析噻吩在分子筛上的吸附扩散机理。结果表明,L-CeY分子筛含有强B酸和弱L酸,S-CeY分子筛含有弱L酸和少量弱B酸。噻吩在S-CeY及NaY分子筛上只存在一种吸附过程,吸附作用相对较弱。而噻吩在L-CeY分子筛上存在两种不同的吸附过程,吸附作用相对较强,其吸附作用模式是与L-CeY分子筛上不同酸性位作用的结果。     

甲醛-戊二醛交联壳聚糖树脂对Cu(Ⅱ)的吸附热力学及动力学研究

通过静态吸附实验考察交联壳聚糖树脂对Cu(Ⅱ)的等温吸附特性,并对其进行热力学及动力学分析。结果表明:树脂对Cu(Ⅱ)的等温吸附符合Langmuir方程,在实验浓度和温度范围内,该吸附过程表现为自发的吸热过程;吸附动力学符合准二级动力学方程,反应活化能为44.52kJ/mol,表明交联壳聚糖树脂对Cu(Ⅱ)的吸附由化学吸附控制。     

磷酸与分子筛HZSM-5之间的密度泛函理论研究

对HZSM-5分子筛与H3PO4之间的相互作用进行了研究。结果表明,焙烧或蒸汽处理之前,磷酸的主要存在形式是化学吸附,吸附能分别是-49.31,-45.96kJ/mol,两者都是负值,表明吸附是一个放热过程,原因是氢键作用的存在。化学吸附包括H3PO4及质子化的H4PO4＋,H5P2O7＋在分子筛表面上的吸附。煅烧或蒸汽之后,磷酸与分子筛发生脱水反应,形成两种可能的作用模式,即磷化合物通过一个或两个氧桥同分子筛相连。因为由一个氧桥到两个氧桥模式的反应能垒是125.73kJ/mol,反之是47.59kJ/mol,所以有一个氧桥的模式较稳定,是主要存在模式,且较低的能垒使两个氧桥结构易于转化成一个氧桥稳定结构。