MCM-41分子筛负载金属酞菁在氧化脱硫反应中的催化性能

采用浸渍法将8种金属酞菁分别负载到MCM-41分子筛上制得负载型金属酞菁,通过红外光谱进行表征。以二苯并噻吩（DBT）为反应底物,空气为氧化剂,己内酰胺四丁基溴化铵离子液体为溶剂考察了这8种催化剂在氧化脱硫反应中的催化活性,筛选出较优催化剂,并对工艺条件进行优化。结果表明,合成的8种负载型金属酞菁催化剂中,MCM-41分子筛负载钴酞菁具有较好的催化性能,最优工艺条件为：剂油比1：1,催化剂用量0.004 g·（10 ml模型油）^-1,空气流速50 ml·min^-1,反应时间1 h,室温,DBT脱硫率最高可达97.56%。DBT的氧化产物为DBT砜。又考察了此催化氧化系统对不同硫化物的催化氧化效果,发现不同硫化物的脱硫率均在90%以上。该催化剂在重复利用4次后脱硫率无明显的降低。     

金属酞菁催化氧化含硫化合物的实验研究

采用浸渍法将1,4,8,11,15,18,22,25-(异戊氧基)酞菁钴(铜,镍)分别负载到介孔分子筛MCM-41上,形成MCM-41-Co Pc,MCM-41-Ni Pc,MCM-41-Cu Pc组装体。在(20±1)℃,p H=7氧气气氛下,以各组装体为催化剂,研究了其对Na2SO3溶液的催化氧化活性。实验结果表明:各组装体具有良好的催化氧化性能,不同金属酞菁组装体表现出不同的催化活性,MCM-41-Co Pc催化剂的催化氧化性能最好。同种催化剂在不同浓度Na2SO3溶液中的催化活性也有所不同,此类催化剂可重复利用5次。负载型金属酞菁对硫化物的催化氧化作用,可以应用到油气田开发中的污水处理方面,对环保贡献了一定力量。     

NiY/MCM-41催化剂的制备及催化氧化脱硫研究

采用后合成法制备复合分子筛Y/MCM-41,并以其为载体,用活性组分硝酸镍对其改性,制备Ni-Y/MCM-41催化剂,并利用XRD、BET、N2吸附-脱附对其进行表征。结果表明,复合分子筛同时具有微孔分子筛Y沸石和介孔材料MCM-41分子筛的特征。以硫质量分数为300μg/g的模拟油进行催化氧化脱硫实验,考察了Ni离子的负载量、反应温度、反应时间、催化剂用量、氧化剂用量等工艺条件对脱硫率的影响。结果表明:硝酸镍的负载量为10%,模拟油用量为20 m L,反应温度为70℃,反应时间为80 min,剂油比(催化剂与模拟油的质量比)为1∶70,V(H2O2)/V(油)=0.03时,脱硫率可达86.53%。     

环己烷催化氧化制环己酮的MCM-41催化剂研究

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,采用水热合成法制备纯MCM-41分子筛和掺杂不同金属离子的MCM-41分子筛,并采用等体积浸渍法将一定量的金属离子负载在纯MCM-41分子筛内表面上,制备了负载型和掺杂型2类不同的MCM-41分子筛催化剂.分别考察了负载和掺杂的金属种类、金属Cr负载和掺杂量等对环己烷氧化制环己酮中的催化活性和选择性的影响.研究表明:采用掺杂制备的MCM-41分子筛催化剂活性明显高于负载型MCM-41分子筛催化剂;Cr掺杂量增加,虽然环己烷氧化转化率增加,但产物选择性下降;掺杂Cr的MCM-41分子筛催化剂,用于环己烷氧化制环己酮,在Si与Cr摩尔比为50以下、反应温度75℃、H2O2与环己烷摩尔比为1.2的条件下,环己烷的转化率可达60%左右,环己酮和环己醇的总选择性可达94%以上.     

Ti-MCM-41负载酞菁铁光催化氧化脱硫

合成了钛硅分子筛Ti-MCM-41,通过对Ti-MCM-41改性以共价键将带有不同取代基的酞菁铁负载于Ti-MCM-41上制备出Ti-MCM-41负载酞菁铁催化剂,并利用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜以及BET氮气吸附-脱附等温线以及紫外-可见吸收光谱对合成的催化剂进行表征。在常温常压下,以Ti-MCM-41负载酞菁铁为光催化剂,空气为氧化剂,己内酰胺四丁基溴化铵离子液体为萃取剂,可见光下催化氧化二苯并噻吩(DBT),采用单一变量法探索该体系的最佳反应条件。结果表明,Ti-MCM-41负载氨基酞菁铁具有较好的光催化活性,且在最佳工艺条件下,DBT的脱除率最高可达95.6%。催化剂重复使用5次后,催化活性没有明显下降。     

Ti-USY光催化氧化脱除汽油中含硫化合物的研究

以钛酸四正丁酯为钛源,浸渍法制备了Ti-USY分子筛光催化剂,对光催化氧化汽油脱硫工艺条件(催化剂的加入量、氧化剂H2O2的用量、反应温度、萃取剂)、催化剂再生性和二次重复使用的稳定性进行考察。结果表明,Ti O2高度分散在USY分子筛表面上,催化剂样品均为典型的Ⅳ型吸附等温线,孔分布较窄。在催化剂的加入量为2 g/L,反应温度为40℃,水作为萃取剂,水油体积比为1∶1,1.5 h光照反应条件下,FCC汽油的脱硫率可达到62.4%。Ti-USY催化剂经7次高温再生后,脱硫率下降较小,仍在58%以上。2次重复使用脱硫率为42.66%。证明Ti-USY分子筛光催化剂良好的催化性能、再生性及稳定性。动力学分析表明,Ti-USY分子筛对汽油硫化物的光催化氧化动力学遵循标准一级反应,表观活化能为9.046 k J/mol。     

WO3-ZSM-5/MCM-41催化剂的合成 及其催化氧化脱硫研究

以氢氧化钠溶液处理微孔沸石ZSM-5来提供硅铝源,合成了ZSM-5/MCM-41复合结构型分子筛。采用XRD、N2吸附脱附、TEM等方法对其进行了表征,考察了其水热稳定性。实验结果表明,碱处理合成的ZSM-5/MCM-41同时具有微孔孔道和介孔孔道结构,并具有优于介孔MCM-41分子筛的水热稳定性。以ZSM-5/MCM-41为载体负载三氧化钨后应用于噻吩/正辛烷模拟油体系,双氧水为氧化剂,催化氧化脱硫,WO3-ZSM-5/MCM-41（三氧化钨质量分数为10%）表现出良好的催化性能,脱硫率可达到93.6%。     

C_8H_(16)O_2-ZnCl_2/Al_2O_3负载型催化剂的制备及其脱硫性能研究

通过浸渍法将正辛酸-ZnCl_2低共熔溶剂负载到Al_2O_3上制备负载型催化剂正辛酸-ZnCl_2/Al_2O_3。以正辛酸-ZnCl_2/Al_2O_3为催化剂、过氧化氢为氧化剂脱除模拟油中的噻吩类硫化物。利用XRD、FT-IR、BET、EDS、SEM对其结构进行表征分析,同时考察了脱硫实验中反应温度、催化剂质量、O/S摩尔比、不同硫化物等因素对脱硫效果的影响。实验结果表明,在模拟油用量为5 mL、催化剂质量为0. 5 g、O/S摩尔比为6、反应温度为60℃、反应时间为180 min的条件下,二苯并噻吩(DBT)脱除率为99. 2%。催化剂循环使用5次DBT的脱除率没有明显变化。此外,研究了正辛酸-ZnCl_2/Al_2O_3负载型低共熔溶剂催化氧化的反应机理。     

包覆型Hβ和MCM-41复合分子筛作载体制备Pt加氢脱硫催化剂的研究

以Hβ为内核、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂、偏硅酸钠为硅源,采用附晶生长法在Hβ表面包覆了一层MCM-41介孔相。分别以Hβ、MCM-41、包覆型复合分子筛(βM)以及Hβ和MCM-41机械混合物(β+M)作载体,采用等体积浸渍法制备了Pt催化剂。以二苯并噻吩(DBT)为模型含硫化合物,考察了催化剂的加氢脱硫(HDS)反应性能。结果表明,引入酸性Hβ载体不同程度地提高了催化剂的HDS活性,但也加剧了HDS产物的裂化反应。Pt/βM的HDS活性与Pt/Hβ接近,显著高于Pt/MCM-41和Pt/β+M。DBT在Pt/MCM-41上以直接脱硫路径为主,且不发生裂化反应。Pt/βM兼具很高的HDS活性和较低的裂化选择性,同时预加氢路径选择性也有所提高,说明包覆型βM复合分子筛是一种潜在的优异深度HDS催化剂载体。     

Co-Zr/MCM-41催化氧化石蜡的研究

从催化氧化石蜡生产特种蜡及其添加剂的角度出发,采用Co/SiO2、Co/MCM-41、Zr/MCM-41、Co-Zr/MCM-41为催化剂,用空气作氧化剂,对石蜡氧化进行了实验研究。考察了金属负载量对催化性能的影响、不同负载金属催化剂的石蜡氧化活性比较、Co、Zr含量对Co-Zr/MCM-41活性的影响。实验结果表明,以MCM-41作为载体制备钴负载量为12%、锆负载量为3%的复合氧化物为催化氧化反应的催化剂,在氧化温度为140℃、氧化时间为5 h、空气流量为0.7 L/min、催化剂用量为2%的最经济反应条件下可得到高酯酸比的氧化蜡产品。     

CoPc/MCM-41催化氧化环己烯合成环己烯酮

以MCM-41型介孔分子筛为载体,酞菁类金属大环配合物为活性组分合成出了CoPc/MCM-41型催化剂,并对其结构进行了表征。红外、XRD和热重分析证实,催化剂活性组分负载后其热稳定性明显增加。进而以自制的CoPc/MCM-41为催化剂,对分子氧氧化环己烯制备环己烯酮的工艺条件进行了探索,结果表明,在催化剂用量120 mg(5 mL环己烯),反应温度55℃,反应时间8 h,二氯乙烷为溶剂的条件下,环己烯酮的单程产率可达24.2%,催化剂可分离回收,回收催化剂重复使用5次后,活性下降约3%。     

MOF-505对二苯并噻吩的高效催化氧化脱硫

采用溶剂热法制备了铜基金属有机框架材料（MOF-505），并将其用于二苯并噻吩（DBT）模拟油的萃取氧化脱硫反应中。通过XRD、FTIR、SEM、XPS和N2吸附-脱附表征了其结构和稳定性，考察了MOF-505对DBT的催化氧化脱硫效果，利用HPLC测定含硫量。结果表明，在DBT和乙腈萃取剂体积均为5 m L，催化剂MOF-505用量为25 mg，反应温度为90℃，质量分数为30%的过氧化氢用量为200μL，反应时间为60 min的条件下，MOF-505对DBT的催化氧化脱硫率高达95.50%，对其同系物苯并噻吩（BT）和4,6-二甲基苯并噻吩（4,6-DMDBT）的脱硫率分别达66.88%和78.93%。经6次催化导致脱硫循环后，MOF-505对DBT模拟油的催化氧化脱硫率保持在91%以上，具有良好的循环利用性。     

酞菁铜/介孔分子筛复合催化剂催化氧化巯基乙醇的研究

采用浸渍法将α-八-(异戊氧基)酞菁铜分别负载在SBA-15和MCM-41介孔分子筛上,制备了CuPc/SBA-15和CuPc/MCM-412种复合催化剂。通过紫外-可见吸收光谱、红外光谱和N2吸附方法对催化剂的结构和组成进行了表征。测试了2种催化剂对巯基乙醇的催化氧化性能,并考察了温度对催化氧化活性的影响。实验结果表明,在pH=11时,CuPc/SBA-15催化氧化巯基乙醇的转化率高于CuPc/MCM-41;随着温度的升高,CuPc/SBA-15对巯基乙醇的转化率逐渐增大,并计算了CuPc/SBA-15催化反应在25℃时的活化能Ea为30.50kJ/mol。     

金属改性Ti-HMS的制备表征及催化氧化脱硫性能

通过超声浸渍的方式对原位合成的Ti-HMS分子筛进行负载金属改性,制备Fe/Ti-HMS、Cu/Ti-HMS和Zn/Ti-HMS催化剂,并采用XRD、SEM、TEM、FTIR、BET等手段对催化剂的结构和形貌进行表征,以模型油中噻吩的氧化脱除为探针反应对各催化剂的催化氧化脱硫性能进行研究,并考察了反应时间、n(H_2O_2)/n(S)、Zn/Ti-HMS催化剂用量和反应温度对脱硫率的影响。实验结果表明,原位合成的Ti-HMS分子筛具有典型的介孔孔道结构,金属组分以氧化物的形式分散在分子筛的表面,金属组分的存在可以有效地提高催化剂的催化活性,负载金属组分的催化剂催化活性由大到小依次为Zn/Ti-HMSCu/Ti-HMSFe/Ti-HMS。在反应温度为70℃、n(H_2O_2)/n(S)=6、Zn/Ti-HMS催化剂用量0.2 g×(10 m L)~(-1)、反应时间60 min时,噻吩的脱除率达到94.03%。催化剂再生后催化氧化脱硫性能有所下降,表面金属活性组分的消耗和分子筛部分孔道被堵塞是导致催化剂催化活性下降的原因。     

超临界甲醇中氧化脱除模型物中噻吩硫的研究

传统加氢脱硫往往难以脱除重油中的噻吩类硫化物。利用噻吩类硫化物氧化后的极性增加,在超临界甲醇条件下强化其在极性溶剂中的溶解度,可深度脱除重油中的噻吩硫。以二苯并噻吩(DBT)与十四烷为模型油,甲醇为超临界介质,考察了无催化时反应条件对超临界氧化脱硫性能的影响,不同催化氧化体系的脱硫效率。利用红外光谱、气相色谱-质谱联用对反应产物进行分析以研究脱硫机理。结果表明,在无催化时,反应温度260℃、反应压力8.5～9.0 MPa、反应时间3 h、过氧化二叔丁基作氧化剂且氧硫摩尔比为3:1时,噻吩模型物的脱硫率最高,达42%。在催化氧化体系中,催化剂用量与硫的摩尔比为1:10时催化剂使用效率最高,3种脱硫效果较好的催化氧化体系脱硫率分别达到了47%、45%、45%。FTIR、GC-MS结果表明二苯并噻吩被氧化为相应亚砜并转移至甲醇相,从而实现了硫化物的脱除。     

负载型磷钨酸对汽油模型化合物氧化脱硫研究

以噻吩溶液为模型化合物,采用浸渍法将磷钨酸(HPWA)负载在HY分子筛上,并用负载后的催化剂对FCC模拟汽油催化氧化脱硫。考察了氧化温度、催化剂负载量、氧化时间、催化剂用量、氧化剂加入量等工艺条件对脱硫率的影响。研究结果表明,负载型磷钨酸作为催化剂,四丁基溴化铵为相转移催化剂,萃取剂（S）为二甲基亚砜,反应温度40 ℃,反应时间150 min,氧化剂用量为n(H2O2)/n(S)为8时脱硫率可达9289%。反应后模型化合物的硫含量降至36 μg/g,满足我国汽油含硫标准,此方法可用于生产低硫汽油。     

介孔分子筛HMS负载磷钨酸催化剂的制备及其氧化脱硫性能研究

杂多酸催化剂同时具有酸性和氧化性,用于轻质燃料油的氧化脱硫具有很好的效果。以十二胺为模板剂,磷钨酸为活性组分,介孔分子筛HMS为载体,分别采用浸渍法和一步合成法制备了负载型HPW/HMS催化剂。对催化剂进行了FT-IR和SEM分析表征,考察了催化剂制备条件和反应条件对其脱硫活性的影响。结果表明:采用一步合成法制备的HPW/HMS催化剂,其脱硫效率高于浸渍法制备的催化剂;与焙烧法相比,通过溶剂萃洗去除一步合成法制备过程中的模板剂,得到的催化剂脱硫率更高;HPW/HMS催化剂仍然保持磷钨酸的Keggin结构,能有效催化氧化二苯并噻吩(DBT);在反应温度50℃,反应时间60 min,催化剂质量0.02 g,H2O2体积0.1 m L的条件下,DBT脱除率达到96.5%。     

还原终温对磷化物催化剂加氢脱硫反应性能的影响

以全硅MCM-41为载体,制备负载Ni2P和Mop型催化剂,考察了还原终温对催化剂制备和加氢脱硫反应性能的影响.对于Ni2P/MCM-41,NiO负载质量分数为12%,通过XRD和加氢脱硫反应评价得出最佳还原终温为500℃;对于MoP/MCM-41,MoO3负载质量分数为40%,通过XRD和加氢脱硫反应评价得出最佳还原...     

配体功能化负载型磷钼酸催化剂的制备及其氧化脱硫性能研究

以有机配体功能化的SBA-15为载体,将Co取代的磷钼酸（Co-POM）负载于功能化SBA-15载体上制备负载型催化剂。利用XRD、FT-IR、BET、TEM、TG等对催化剂结构进行表征。结果表明,—octyl、—NH₂基团成功嫁接到载体SBA-15上;催化剂的整体结构没有发生明显改变,催化剂活性组分均匀地分散在介孔SBA-15的表面和孔道中。以二苯并噻吩（DBT）为底物进行氧化脱硫反应,考察催化剂结构对催化活性的影响。结果表明,—octyl和—NH₂基团双功能化的催化剂（CO-POM-octyl-NH₂-SBA-15）脱硫效果最好,在反应温度为60℃、负载量为30%、反应时间为8 h、剂油体积比为1∶1的最佳反应条件下,催化剂对DBT脱除率达到94.95%。循环使用5次后,催化性能没有明显降低,具有良好的循环稳定性。     

HPWA/HY-SBA-15催化氧化脱除FCC汽油中含硫化合物

采用浸渍合成法,将磷钨酸负载到微孔-介孔复合分子筛上制备HPWA/HY-SBA-15催化剂。以四丁基溴化铵为相转移催化剂,二甲基亚砜为萃取剂,H2O2为氧化剂,考察HPWA/HY-SBA-15催化氧化脱除FCC汽油含硫化合物的工艺条件。结果表明,反应温度40℃,反应时间90min,HY分子筛占复合分子筛的质量分数为40%,脱硫率可达86.3%。在相同条件下,对比考察了HY、HPWA/HY、HPWA/HY-SBA-15和HPWA/SBA-15催化氧化脱硫的效果,实验证明HPWA/HY-SBA-15催化氧化脱硫的效果最好。