活性炭改性及其对噻吩吸附性能的研究

吸附是一种极具应用前景的汽油深度脱硫分离技术。采用硝酸氧化、焙烧、负载金属等方法对活性炭进行改性,利用静态实验研究了改性活性炭对模拟汽油中噻吩的吸附脱除性能。结果表明硝酸氧化可以增加活性炭表面酸性基团的量,提高脱硫性能;N2气氛下焙烧后吸附剂脱硫效果明显优于未处理活性炭;活性炭表面负载Fe、Zn、Cu、Ni金属离子改性中,Fe离子改性活性炭脱硫效果最好。根据上述实验结果,进行了活性炭复合改性实验,得出68%硝酸氧化后再进行Fe离子负载,吸附剂脱硫率最高,噻吩的脱硫率可达到85%。     

载Ag改性13X分子筛的制备及其燃油吸附脱硫性能研究

通过金属硝酸盐溶液浸渍离子交换并结合焙烧的方式,制备负载Ag+改性13X分子筛,并考查其在燃油吸附脱硫中的应用。比较负载不同金属离子改性13X分子筛对模拟燃油中噻吩的吸附脱除能力,确定了对13X分子筛吸附脱硫能力影响依序为Ag+>Ni 2+>Zn2+>Fe3+,结果符合软硬酸碱理论。分析了焙烧条件对载银改性分子筛吸附脱硫能力的影响,确定最优焙烧温度450℃、焙烧时间6h。对Ag(Ⅰ)-13X进行SEM、XRD、BET等表征,结果表明改性过程没有明显改变分子筛原本的多孔结构。通过对比13X分子筛改性前后对模拟汽油的填充床吸附实验,表明载银改性后,分子筛吸附剂的脱硫能力得到显著提高。     

分子动力学模拟噻吩/正庚烷在PEG膜中溶解-扩散行为

采用分子动力学方法模拟汽油组分在聚乙二醇(PEG)膜中的溶解-扩散行为。吸附动力学模拟结果表明,动力学平衡之后,噻吩与聚合物表面距离明显缩短。PEG对噻吩与正庚烷的吸附能分别为-52.17 kJ/mol和-38.00 kJ/mol。PEG对噻吩的吸附能小于正庚烷,因而PEG对噻吩具有吸附选择性。扩散动力学模拟结果表明,在不同温度下,噻吩的扩散系数均高于正庚烷,PEG对噻吩具有扩散选择性,与实验结果相符。     

活性炭吸附柴油中多环噻吩硫研究进展

针对柴油中含量较高的加氢以及分子筛吸附难以脱除的多环噻吩类硫化物,活性炭展现了极好的吸附脱硫性能。就构效关系、活性炭表面改性及机理等方面综述了活性炭对多环噻吩硫吸附的研究进展。对于柴油中分子尺寸较大的多环噻吩硫,活性炭中孔部分起着重要的吸附作用;活性炭表面酸性含氧基团能促进其对噻吩硫的吸附,通过表面负载金属离子和表面氧化改性,能提高其吸附容量及选择性。因此,为了早日实现活性炭吸附脱硫的工业化应用,应进一步加强中孔活性炭的制备、表面改性以及孔和化学性质的协同作用等方面的研究。     

磷钨杂多酸离子液体在模拟汽油催化氧化脱硫中的应用

制备了磷钨杂多酸离子液体[BMIM]_3PW_(12)O_(40)、[BMIM]_3PMo_(12)O_(40)和[MIMPS]_3PW_(12)O_(40),以它们为催化剂,分别以离子液体[BMIM]PF_6和[BMIM]BF_4为萃取剂,30%H_2O_2为氧化剂,考察了不同脱硫体系对模拟汽油中二苯并噻吩(DBT)的脱除效果。其中,在催化氧化萃取耦合脱硫体系[MIMPS]_3PW_(12)O_(40)/[BMIM]PF_6/H_2O_2中,模拟汽油中DBT的脱除效果最好。在该脱硫体系中,考察了反应时间、反应温度、双氧水用量和催化剂用量对模拟汽油脱硫率的影响。     

PDMS/PEI复合膜对FCC汽油的脱硫性能(Ⅳ)不同形态硫的影响

以PEI超滤膜为支撑层,PDMS为复合层,制备PDMS/PEl渗透汽化FCC汽油脱硫复合膜.由于实际汽油组成复杂,根据汽油中形态硫的分布情况,实验选择噻吩、2-甲基噻吩、2,5-二甲基噻吩、乙硫醚、丁硫醇5种典型的形态硫模拟实际汽油体系,考察不同形态硫对膜分离性能的影响.同时,考察了不同料液温度对渗透通量和富硫因子的影响.结合溶解度参数理论,研究了5种形态硫与膜的亲和力,亲和力的大小会影响不同形态硫在膜内的溶解和扩散速率.实验结果表明,在同一操作条件下,5种形态硫的渗透分通量和富硫因子大小顺序为:噻吩＞2-甲基噻吩＞2,5-二甲基噻吩＞正丁硫醇＞正丁硫醚;溶解度参数结果能够很好的解释膜对不同形态硫的选择性,所得结果为渗透汽化技术在汽油脱硫领域的应用提供数据支持.     

分子筛/聚酰亚胺杂化膜的脱硫行为

低硫或无硫汽油的生产已是必然的世界性趋势.考察了填充Y分子筛后的聚酰亚胺杂化膜的脱硫性能,并且深入分析了分子筛脱硫原因.红外分析表明分子筛已经成功引入聚酰亚胺基质材料中,且为物理混合;聚酰亚胺膜在填充分子筛后膜性能明显提高,对分子筛脱硫机理的分析表明噻吩和正庚烷分子的吸附差异主要是分布位置不同,噻吩和正庚烷在分子筛中存在竞争吸附,这也是分子筛能实现脱硫的原因;随着温度的升高填充了分子筛的聚酰亚胺膜渗透通量也提高,而硫富集因子是随着温度的升高先增加后减小.     

离子液体中模拟汽油催化氧化脱硫研究

构建了[C16H33N(CH3)3]FeCl4/[BMIM]BF4/H2O_2催化氧化脱硫体系,考察了在该催化氧化脱硫体系中,模拟汽油中二苯并噻吩(DBT)的脱硫效果。结果表明,当反应温度为30℃、反应时间为60min、催化剂用量为1.5%、氧化剂用量为n(H2O_2)/n(S)=8时,模拟汽油中DBT脱硫率可达95.6%。在相同脱硫工艺条件下,还对苯并噻吩(BT)和噻吩(TS)的脱硫效果进行了研究。结果表明,该体系对不同种类硫化物的脱硫率大小顺序为DBTBTTS。该体系重复使用5次后,模拟汽油的脱硫率没有明显降低,说明其有较好的重复使用能力。该体系能在温和条件下得到较高脱硫率,是一种性能优良的氧化脱硫体系。     

纳米SiO2颗粒组装改性蒙脱土汽油脱硫剂

以钠基蒙脱土为原料，利用模板导向技术在其层间组装多孔纳米SiO2颗粒，并浸渍负载过渡金属氧化物纳米颗粒制得汽油脱硫剂．通过XRD、TG、TEM、FT—IR和孔结构分析等手段表征了合成的多孔材料的结构和性能．汽油吸附脱硫实验结果表明，经纳米材料组装改性的蒙脱土具有择形吸附的特性，对汽油中的含硫化合物的脱除率相比钠基蒙脱土提高了52％．过渡金属氧化物纳米颗粒改性补强SiO2柱撑蒙脱土的热稳定性有显著提高．     

酸性功能化离子液体中模拟汽油脱硫研究

设计合成了3种阴离子相同的酸性功能化离子液体[HMIM]HSO4、[HPy]HSO4和[Hnhp]HSO4,将其用于DBT含量为500μg/g的模拟汽油脱硫中,3种离子液体均有较好的脱硫效果,其中离子液体[Hnhp]HSO4具有最好的DBT脱除效果。在离子液体[Hnhp]HSO4中,考察了工艺条件对脱硫率的影响。结果表明:当氧化剂用量n(H2O2)/n(S)=8,反应时间为60min,反应温度为60℃,剂油体积比V([Hnhp]HSO4)∶V(模拟汽油)=1∶5时,模拟汽油的脱硫率可达99.4%。且离子液体[Hnhp]HSO4具有较好的重复使用能力,重复使用6次后,脱硫率没有明显降低。     

碳纳米管对五氯苯酚的吸附性能研究

研究了多壁碳纳米管对难降解的多氯代有机产物-五氯苯酚的吸附特性,并采用电子扫描电镜、多波长紫外吸收测量仪对其进行了表征分析。结果表明,碳纳米管经酸化纯化预处理后,表面光滑无杂质,出现许多新端口,大大地提高了其对五氯苯酚(PCP)的吸附效果;碳纳米管对PCP在波长为217、255、323nm处都有强紫外吸收;在λ=217nm处,PCP甲醇溶液浓度与吸光度值之间具有良好的线性关系,相关度r2=0.9999,线性范围为0.386~4.045mg/L。多壁碳纳米管对PCP的吸附符合Freundlich吸附等温模型,随着初始浓度增加,吸附量增加,随着温度升高,吸附量降低。     

Co-BiVO4光催化剂的制备及其用于光催化氧化噻吩

采用水热法制备了掺杂型可见光催化剂Co-BiVO4,用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射(DRS)和低温氮吸附等表征手段对其结构性质进行了表征.结果显示,Co的掺杂没有改变BiVO4的晶相,在pH=7时制备的Co-BiVO4是单斜晶系白钨矿,晶型较完整.同时Co的掺杂延伸了BiVO4的可见光吸收范围,吸收边带明显红移,能隙禁带宽窄于纯BiVO4.低温氮吸附表明Co-BiVO4催化剂(pH=7)的孔半径主要分布在2.67 nm附近.在空气–有机溶剂体系中,研究了Co-BiVO4氧化脱除FCC汽油中特征硫化物噻吩的效果.实验结果表明,催化剂加入量为1.0 mg/L,空气通气量为150 mL/min,氙灯光照3.0 h,Co-BiVO4(pH=7.0)对模拟汽油的脱硫率可达到86%.     

α-MoO_3纳米带的制备及模拟燃油光催化氧化脱硫活性

采用简单的水热法获得了一维结构的α-Mo O3纳米带,利用XRD、SEM、TEM、EDS和UV-Vis-DRS光谱等测试手段对其相组成、形貌、纯度和光吸收特性进行表征。以噻吩模拟含硫污染物探讨了α-Mo O3纳米带对模拟FCC汽油的光催化氧化脱硫(Photo-Cat-ODS)活性及其光催化氧化脱硫机理。结果表明:一维α-Mo O3纳米带有利于抑制光生电子和空穴的复合,对模拟FCC汽油光催化脱硫活性远高于商品Mo O3和商品二氧化钛(P25),可见光光照240 min模拟汽油FCC的脱硫率达到86.9%。     

多壁碳纳米管对正十八烷相变性能的影响

采用几种不同类型的多壁碳纳米管与正十八烷混合,从官能团种类、多壁碳纳米管的直径和长度及含量等多方面来考察多壁碳纳米管对正十八烷相变性能的影响.实验中将高导热系数的多壁碳纳米管添加入正十八烷中后,混合物的相变温度变化不大,而热焓效率明显降低,且多壁碳纳米管含量越高,热焓效率降低幅度越大.当多壁碳纳米管的含量相同时,含有官能团化多壁碳纳米管的正十八烷的热焓效率低于常规多壁碳纳米管体系.并且混合物的热焓效率随多壁碳纳米管直径的降低迅速下降,而多壁碳纳米管的长度对热焓效率影响不大.结果表明,多壁碳纳米管表面对于正十八烷的吸附是造成热焓效率下降的主要原因.     

木聚糖/多壁碳纳米管复合水凝胶的制备及性能

以木聚糖和改性碳纳米管为原料,采用半互穿网络方法制备了一系列不同碳纳米管含量的木聚糖/多壁碳纳米管复合水凝胶;利用扫描电镜及红外光谱对凝胶的微观结构及化学结构进行了表征,研究了碳纳米管的含量对凝胶的微观结构及力学性能的影响,考察了凝胶的pH敏感性以及碳纳米管含量和交联剂用量对溶胀率的影响,研究了该凝胶对亚甲基蓝的吸附行为。结果表明,随着改性碳纳米管含量的增加,凝胶的抗压性能提高,溶胀率先增大后减小,但交联剂用量的增加会使凝胶溶胀率明显减小。改性碳纳米管的引入使凝胶的pH敏感性增强、孔径均匀、吸附性能提高。吸附研究表明该木聚糖/多壁碳纳米管复合水凝胶是一种良好的阳离子吸附剂。     

多壁碳纳米管吸附异甘草苷的热力学研究

多壁碳纳米管可选择性地吸附结构相似的两种黄酮类化合物甘草苷和异甘草苷,研究了异甘草苷被多壁碳纳米管吸附的吸附热力学特征。结果表明:多壁碳纳米管吸附异甘草苷的量随着异甘草苷浓度的增加而增加,随着温度升高而降低。异甘草苷的吸附过程符合Freundlich方程。其ΔH0和ΔG0值表明该吸附反应是自发进行的放热反应。     

以石油渣油制备的活性炭对模拟燃油的脱硫性能研究

以石油渣油为原料,采取化学活化法和类模板法制备了活性炭材料,并将其用于模拟燃油的吸附脱硫研究。采用高效液相色谱仪分析测量了模拟汽油中的硫含量。结果表明,与以类模板法制备的活性炭相比,以石油渣油为原料通过化学活化法制备的活性炭因微孔丰富和微孔孔容大,对模拟燃油中的含硫化合物二苯并噻吩具有更大的吸附容量和更高的脱硫率。     

化学气相沉积法制备多壁碳纳米管研究

根据实验结果 ,讨论了反应管直径、催化剂组分、反应温度及反应气体对多壁碳纳米管的产量和质量的影响。反应管直径大小将影响多壁碳纳米管的单位产量并对多壁碳纳米管质量产生影响。通过改变混合反应气体导入反应管的方式 ,可以提高多壁碳纳米管产量和改进质量。催化剂是影响多壁碳纳米管产量和质量的重要因素。在 70 0～80 0℃ ,反应温度仅对多壁碳纳米管的产量造成影响。     

正庚烷/有机硫体系渗透汽化脱硫

以正庚烷/有机硫体系模拟汽油体系,用硅橡胶(PDMS)复合膜进行渗透汽化脱硫性能研究,并考察料液温度、料液含硫量对膜分离渗透性能的影响.实验表明,温度对膜分离渗透性能有较大影响,而料液含硫量对分离渗透性能的影响可以忽略.结合实验结果,用基团贡献法分析了该复合膜对不同种类有机硫的选择性.实验数据与理论分析吻合,PDMS复合膜对不同有机硫的选择性顺序为:噻吩>2-甲基噻吩>2,5-二甲基噻吩>正丁硫醇>正丁硫醚.     

以石油渣油制备的活性炭对模拟燃油的脱硫性能研究

以石油渣油为原料，采取化学活化法和类模板法制备了活性炭材料，并将其用于模拟燃油的吸附脱硫研究。采用高效液相色谱仪分析测量了模拟汽油中的硫含量。结果表明，与以类模板法制备的活性炭相比，以石油渣油为原料通过化学活化法制备的活性炭因微孔丰富和微孔孔容大，对模拟燃油中的含硫化合物二苯并噻吩具有更大的吸附容量和更高的脱硫率。