Synthesis of H_2WO_4/GO and Its Oxidative Desulfurization Activity

H_2WO_4/GO catalyst was synthesized by the immersion method and was characterized by using X-ray diffraction(XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy(FT-IR), scanning electron microscopy(SEM), and nitrogen adsorptiondesorption measurements(BET). The characterization results show that H_2WO_4 has been dispersed on GO(grapheme oxide). H_2WO_4/GO was used as catalyst in the oxidative desulfurization of dibenzothiophene(DBT), with H2 O2 acting as oxidant and acetonitrile acting as extraction agent. The experimental results show that the sulfur removal rate for DBT reach 99.2%, that for 4,6-dimethyldibenzothiophene(4,6-DMDBT) reach 95% and that for benzothiophene(BT) reach 42.8% under the optimal reaction conditions. Meanwhile, the recycled catalysts still exhibits good desulfurization performance after four operating cycles. The high activity and stability of catalysis is attributed to a small dose of H_2WO_4, which is highly dispersed inside the layers of GO. This desulfurization reaction follows the pseudo-first-order kinetics, and the apparent activation energy of the desulfurization reaction is 18.515 kJ/mol, which indicates that the H_2WO_4/GO used as desulfurization catalyst has demonstrated good desulfurization property for DBT.     

WO_3/SBA-15催化剂的制备及其氧化脱硫性能

以介孔SBA-15分子筛为载体,采用两种不同钨源(H_2WO_4和H_2C_2O_4、H_2WO_4和H_2O_2)通过浸渍法制备了WO_3/SBA-15催化剂;采用X射线衍射和傅里叶变换红外光谱法对介孔SBA-15分子筛和WO_3/SBA-15催化剂进行了表征;以硫含量为500μg/g的模拟汽油为原料进行氧化脱硫反应,反应后油相用1-甲基-2-吡咯烷酮萃取,考察了萃取剂用量、催化剂用量、氧化反应温度和反应时间对脱硫率的影响。表征结果显示,WO_3/SBA-15催化剂有规则的二维六方介孔结构,WO_3在载体上高度分散。实验结果表明,以H_2WO_4和H_2C_2O_4为钨源制备的WO_3/SBA-15催化剂的脱硫效果较好,在反应温度320 K、反应时间120 min、模拟汽油60 mL、催化剂用量0 12 g、双氧水0.57 mL、萃取剂与模拟汽油体积比0.50、萃取时间5 min的条件下,脱硫率可达94.05%。     

Dawson结构杂多磷钨酸钠催化氧化噻吩脱硫

以钨酸、磷酸二氢钠为原料,通过水热法合成了 Dawson 结构杂多磷钨酸钠(P_2W_(18))。以 P_2W_(18)为催化剂、无水乙醇为助催化剂、质量分数30%的过氧化氢水溶液为氧化剂,在温和条件下将模拟燃油中的噻吩氧化为砜类:亚砜类等极性较强的物质,并以 N,N-二甲基甲酰胺为萃取剂将其萃取出来,考察了反应温度、反应时间、过氧化氢水溶液用量、萃取剂用量和萃取级数对脱硫率的影响。在模拟燃油(硫含量500 mg/L)20 mL、P_2W_(18)0.030 g、无水乙醇1.2 mL、过氧化氢水溶液0.12 mL、反应温度310 K、反应时间60 min、萃取剂与油相的体积比1.0、萃取3次的优化条件下,脱硫率达96.7%。反应结束后,可通过简单的倾倒将模拟燃油与催化剂分离,催化剂可重复使用5次,稳定性较好。     

Catalytic oxidative desulfurization of fuels in acidic deep eutectic solvents with [(C6H13)3P(C14H29)]3PMo12O40 as a catalyst

Deep eutectic solvents (DESs) are a new class of green solvents analogous to ionic liquids due to their biodegradable capacity and low cost. However, the direct extractive desulfurization of diesel oil by DESs cannot meet the government’s standard. In this work, amphiphilic polyoxometalates were synthesized and characterized by FT-IR and mass spectrometry. The oxidative desulfurization results showed that benzothiophene (BT) could be completely removed by employing a [(C₆H₁₃)₃P(C₁₄H₂₉)]₃PMo₁₂O₄₀, DES (ChCl/2Ac) and H₂O₂ system. It was also found that the organic cation of catalysts played a positive role in oxidative desulfurization. The reaction conditions, such as reaction temperature and time, the amount of catalyst and DES and H₂O₂/S (O/S) molar ratio, were optimized. Different sulfides were tested to determine the desulfurization selectivity of the optimal reaction system, and it was found that 97.2% of dibenzothiophene (DBT) could be removed followed by 80.7% of 4-MDBT and 76.0% of 4,6-DMDBT. After reaction, the IR spectra showed that the catalyst [(C₆H₁₃)₃P(C₁₄H₂₉)]₃PMo₁₂O₄₀ was stable during the reaction process and the oxidative product was dibenzothiophene sulfone (DBTO₂). Furthermore, the catalyst can be regenerated and recycled for four runs with little loss of activity.     

SO_4~(2-)/TiO_2-WO_3催化1,4-丁二醇液相脱水环化合成四氢呋喃

以钛酸四丁酯为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作模板剂,通过水热法制备出TiO_2,并进一步制得SO_4~(2-)/TiO_2-WO_3固体超强酸,采用IR、XRD、BET对其进行了表征。以催化1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃为探针反应,通过正交实验确定了反应的最佳条件:反应温度180～190℃,反应时间45 min,w(催化剂)= 4.6%(相对1,4丁二醇质量),四氢呋喃的收率可达91.5%。催化剂重复使用3次,收率仍可达87.0%,同时对反应机理进行了探讨。     

磷助剂对K_2WO_4/Al_2O_3催化合成甲硫醇的影响

采用溶胶凝胶法,并引入不同含量的磷助剂,制备了K_2WO_4/P_xAl_2O_3催化剂,采用XRD、N_2吸附-脱附、FTIR、原位吡啶吸附FTIR和NH_3/CO_2-TPD等技术,考察磷含量对催化剂结构和酸碱性质及催化甲醇与硫化氢反应性能的影响。表征结果显示,随磷含量(w)由0.5%增至4.0%,催化剂的比表面积变化不大,而平均孔径和孔体积略有增加,催化剂活性组分的晶粒变小;含磷助剂的催化剂表面不含B酸,随磷含量的增加,催化剂的表面酸强度先增强后减弱,而碱量降低;在磷含量为1%(w)时,催化剂的活性最高,比不含磷的催化剂高约2.3%。     

环戊烯选择氧化合成戊二酸绿色催化过程

研究了以环戊烯为原料、草酸为有机络合剂、H2O2为氧化剂,在催化剂钨酸(H2WO4)的作用下一步合成戊二酸的绿色新过程,考察了氧化剂的含量、反应物配比、催化剂用量、反应温度、反应时间等对反应的影响。确定了最佳反应条件:选用50%(质量分数)的H2O2为氧化剂、反应物配比n(H2O2)∶n(环戊烯)=4.4、n(H2WO4)∶n(草酸)=1、催化剂用量(H2WO4占环戊烯的摩尔分数)1.5%、反应温度85℃、反应时间6h。在最佳反应条件下,戊二酸的收率高达92.3%。该方法洁净、高效,产物戊二酸的纯度高,符合绿色化学的要求。实验结果表明,强酸性环境有利于戊二酸的生成,表明此反应为酸催化的选择氧化反应。     

(氮气+四氢呋喃+水)体系水合物的生长动力学

建立了高压混相全透明循环管路装置，用以考察流动体系中水合物的生长速率，工作压力可达4MPa。采用该系统，研究了在四氢呋喃存在时N2-水体系中水合物的生长动力学规律。实验结果表明，含N2体系水合物的生长速率随体系初始压力的升高而加快。建立了水合物宏观生长动力学模型，该模型考虑了体系压力和水合物体积分率的影响，可用于计算N2的消耗量，其不同初始压力时的计算值与实测值的平均相对误差的平均值为4．3％。计算了N2-四氢呋喃-水体系在各实验条件下的初始反应速率，计算结果表明，初始反应速率随着初始压力的增加而增大；并与相同条件下甲烷-水体系在四氢呋喃存在时生成水合物的初始反应速率做了比较。     

Ni/TiO_2-Al_2O_3裂解汽油一段选择加氢催化剂的研究

分别以Al_2O_3和TiO_2-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备了Ni负载量相同的裂解汽油一段选择加氢催化剂Ni/Al_2O_3和Ni/TiO_2-Al_2O_3;采用X射线衍射、低温N_2物理吸附、压汞法和氢程序升温还原等方法对载体和催化剂进行了表征,并对催化剂的活性和选择性进行了评价。表征结果显示,TiO_2-Al_2O_3载体中TiO_2的晶相为β-TiO_2,Al_2O_3为无定形相;Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂中15～110 nm的孔体积占总孔体积的近70%,而Ni/Al_2O_3催化剂中15～110 nm的孔体积占总孔体积的近50%;Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的还原温度低于Ni/Al_2O_3催化剂。催化剂的评价结果表明,在反应温度65℃、反应压力2.8 MPa、液态空速4 h~(-1)、H_2与裂解汽油体积比为500:1的条件下,Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的加氢活性和选择性高于Ni/Al_2O_3催化剂。     

F127-MoO_3/Al_2O_3的制备及其催化氧化脱除二苯并噻吩的研究

以聚环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷(F127)为模板剂,通过沉淀法制备F127-MoO3?Al2O3催化剂,对催化剂进行FT-IR,XRD,FE-SEM表征,并考察催化剂的制备条件和催化氧化脱硫反应条件对含二苯并噻吩(DBT)模型油的催化氧化脱硫效果的影响。结果表明:在AlCl3的质量为3.17g的前提下,催化剂的最优制备条件为m(Mo)?m(Al2O3)=30%、F127添加量0.38g、焙烧温度540℃,模板剂F127的加入促进了MoO3在Al2O3表面的分散;催化氧化脱硫的最佳反应条件为m(催化剂)?m(模型油)=0.71%、V(H2O2)?V(模型油)=0.30%、反应温度60℃、反应时间10 min,在该条件下,DBT脱除率接近100%,DBT氧化产物全部转化为二苯并噻吩砜;催化剂经再生后重复使用8次,催化活性略有下降,但DBT脱除率仍可达到95.81%。     

焙烧条件对Ni-Sn-Cr/AC催化乙酸甲酯气相羰基化合成醋酐反应性能的影响

以活性炭(AC)为载体,采用等体积浸渍法制备了Ni-Sn-Cr/AC催化剂,在连续流动固定床反应器上考察了焙烧温度、焙烧时间和焙烧气氛等热处理条件对该催化剂催化乙酸甲酯气相羰基化合成醋酐反应性能的影响;同时用扫描电子显微镜、X射线衍射和N_2物理吸附等方法表征了该催化剂的结构。实验结果表明,焙烧温度和焙烧时间对催化剂活性的影响较为显著,而焙烧气氛对催化剂活性的影响不大。在N_2气氛中于600℃下焙烧4 h后的Ni-Sn-Cr/AC催化剂具有较高的羰基化活性;在n(CO):n(H_2)=8、n(CH3COOCH3):n(CH_3I)=7、n(CO):n(CH_3COOCH_3)=4、反应温度205℃、反应压力5.5 MPa、气态空速1 200 h~(-1)的条件下,乙酸甲酯的转化率、醋酐的选择性和收率分别达到38.8%,81.1%,31.5%。     

氧化石墨烯负载胆碱磷钨酸盐的制备及其催化氧化脱硫性能

通过超声辅助法制备了氧化石墨烯负载的胆碱磷钨酸盐(Ch TPA@GO),采用X 射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT IR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射显微镜(TEM)等手段对其结构和形貌进行表征。以Ch TPA@GO 为催化剂,双氧水(H2O2)为氧化剂,乙腈(CH3CN)为萃取剂,含有二苯并噻吩(DBT)的正癸烷为模拟燃油,建立了一个氧化萃取脱硫体系。考察了该体系的Ch TPA@GO、H2O2、CH3CN的用量和反应温度对燃油脱硫率的影响。结果表明,当Ch TPA@GO用量为004 g、H2O2用量为0175 mL、CH3CN用量为25 mL和反应温度为70 ℃时,在180 min时模拟燃油的脱硫率可达993%,实现了燃油的深度脱硫。     

WO3-SBA-15/ZSM-5的制备及催化氧化-萃取脱硫性能研究

在水热条件下采用后合成法制备SBA-15/ZSM-5复合分子筛,并以其为载体,负载钨酸对其改性,制备WO3(钨质量分数为10％)-SBA-15/ZSM-5催化剂,进行XRD、SEM、N2吸附-脱附表征。结果表明,钨酸均匀负载在SBA-15/ZSM-5复合分子筛上,同时具备介孔SBA-15和微孔ZSM-5的性质。以正辛烷-噻吩为模型油进行催化氧化-萃取脱硫实验,对相转移催化剂、萃取剂、转速进行考察。研究表明,模型油20 mL,剂油比1:70(催化剂与模型油的质量比),反应温度70 ℃,反应时间120 min,0.08 g四丁基溴化铵,转速为300 r/min,复合萃取剂为二甲基亚砜和水,此时脱硫率可达到85.48％。     

相转移催化剂/过氧化氢催化氧化降低流化催化裂化汽油烯烃的性能研究

在流化催化裂化(FCC)汽油中加入磷钨杂多酸季铵盐Q3[PO4(WO3)4](Q=[C16H33NMe3]++[C18H37NMe3]+)/H2O2实现了液-液高效催化氧化降烯烃.研究结果表明:在H2O2用量2.5 mL、反应时间1h、反应温度60℃、m(汽油)∶m(催化剂)=40∶1、pH值3.3的条件下,FCC汽油...     

溶剂体系对壬二酸合成的影响

在两类离子液体([bmim]BF_4与[bmim]PF_6)及异丙醇或无溶剂等条件下考察了壬二酸合成中的溶剂效应,并采用过氧化氢氧化油酸经二步反应合成了壬二酸。结果表明,[bmim]PF_6是合成壬二酸的最好溶剂。第一步较佳反应条件为:反应温度60℃,n(油酸)∶n(过氧化氢)∶n(钨酸)∶n(溶剂)=1.0∶3.0∶0.04∶1.24,反应时间1 h;第二步较佳反应条件为:m(中间产物):m(过氧乙酸)=1∶4,反应温度90℃,反应时间3 h。壬二酸收率为39%,熔点104～105.3℃,纯度达98%。     

制备条件对Ni/Al_2O_3催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢性能的影响

分别采用均匀沉淀法、沉淀法和浸渍法制备了Ni/Al_2O_3催化剂,在常压固定床反应器中评价了Ni/Al_2O_3催化剂在乙醇水蒸气重整制氢反应中的性能;采用X射线衍射和低温N_2物理吸附法对Al_2O_3载体和Ni/Al_2O_3催化剂进行了表征;考察了载体焙烧温度及时间、催化剂制备方法、Ni负载量和催化剂还原时间等制备条件对Ni/Al_2O_3催化剂性能的影响。实验结果表明,以600℃下焙烧2 h的Al_2O_3为载体、采用浸渍法负载质量分数10.0%的Ni、在500℃焙烧1 h且在650℃下还原1 h的Ni/Al_2O_3催化剂的活性和选择性最好。在500℃、重时空速9 6 h~(-1)、水与乙醇的摩尔比为3:1的反应条件下,乙醇转化率达100%,产气速率为83.0 mL/min,H_2选择性为63.6%。     

制备溶液pH对C uO-ZnO/Al_2O_3催化剂前体物相及其CO水汽变换反应活性的影响

用X射线衍射、微分热重分析、程序升温还原、N2吸附、N2O滴定及常压微反活性评价技术考察了制备溶液pH对CuO-ZnO/A l2O3催化剂前体物相、催化剂物性参数及CO水汽变换反应活性的影响。实验结果表明,催化剂前体中主要存在3种物相:Cu2CO3(OH)2、(Cu,Zn)2CO3(OH)2和(Cu,Zn)6A l2(OH)16CO3.4H2O。随着pH的升高,Cu2CO3(OH)2和(Cu,Zn)2CO3(OH)2的含量先增加后减少,而(Cu,Zn)6A l2(OH)16CO3.4H2O的含量则随着pH的升高单调上升。焙烧后的试样中形成的CuO-ZnO固溶体越多,CO水汽变换反应活性越高。实验结果表明,CO水汽变换反应是一个结构敏感型反应。     

钨酸铋的制备及其催化氧化脱硫性能

催化氧化脱硫法因反应条件温和、可高效深度脱除燃料油中二苯并噻吩(DBT)类硫化物,是一种有潜力的非加氢脱硫方法。以钨酸钠和五水合硝酸铋为原料,采用直接沉淀法和水热法制备钨酸铋(Bi₂WO₆)。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、电子扫描显微图像(SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)和N₂等温吸附-脱附等分析方法对其结构、组成、表面形貌和比表面积进行表征。分别以DBT、苯并噻吩(BT)、4-甲基-二苯并噻吩(4-MDBT)和4,6-二甲二苯并塞吩(4,6-DMDBT)为代表性硫化物,以正癸烷为溶剂、十四烷为内标物配制含硫模拟油,以制备的Bi₂WO₆为催化剂、过氧化氢(H₂O₂)为氧化剂、乙腈(CH₃CN)为萃取剂构建催化氧化脱硫体系,系统地考察了其催化氧化脱硫性能。结果表明,水热法制备的Bi₂WO₆(BWO-2)表现出较优的脱硫性能。在反应温度...     

TiO2改性双介孔二氧化硅光催化氧化二苯并噻吩脱硫研究

以双介孔二氧化硅(BMMS)为载体,酞酸丁酯为钛源,制备了TiO2/BMMS催化剂。利用XRD、N2吸附脱附、FTIR、UV-vis、SEM、EDS和TEM的表征方法对其进行表征。 结果表明,所制备的TiO2为无定形结构,TiO2/BMMS催化剂具有有序的双介孔结构,并且在BMMS和TiO2之间存在着化学作用。与纯TiO2相比,TO2/BMMS具有更低的禁带宽度值,因此其光催化性能更好。在紫外光的照射下, 建立了由TiO2/BMMS作为催化剂,H2O2作为氧化剂和甲醇作为溶剂,一步完成光催化氧化脱硫(PODS)体系。TiO2/BMMS催化剂对DBT的脱除率可以达到99.2％,具有比单介孔TiO2/SBA-15更好的光催化性能。并且TiO2/BMMS催化剂经过8次重复使用后,脱硫率依然接近90％,表现出了良好的稳定性。     

水蒸汽在铜-氧化锌-氧化铝型低温变换催化剂上的程序升温脱附研究

以程序升温脱附(TPD)技术对H_2O(g)在Cu-ZnO-Al_2O_3型低温变换催化剂上的脱附行为进行研究。TPD谱图定性分析发现,当温度低于350℃时,该催化剂中的ZnAl_2O_4对H_2O(g)显示出两种不同能量分布的活泼部位;在定量解析TPD谱图时,引入了分段函数的概念,提出了以T_f法解决TPD曲线出现重叠峰、拖尾的复杂情况时,覆盖度θ的求值问题。并发展了脱附速率等温线法,使之对于多峰的TPD谱图亦能计算出相应的动力学参数。根据试验数据进行计算,得到了H_2O(g)在Cu-ZnO-Al_2O_3型低温变换催化剂上的脱附动力学参数,建立了脱附速率方程。