Ti-MCM-41介孔分子篩制備及脫硫性能研究.pdf

1、世界性環(huán)境污染的持續(xù)加劇促使各國(guó)不斷地提出更加嚴(yán)格的液體燃料含硫標(biāo)準(zhǔn)。而傳統(tǒng)的加氫脫硫技術(shù)(HDS)在牛產(chǎn)低硫含量油品中存在的問(wèn)題也越來(lái)越突出,因此氧化脫硫技術(shù)(ODS)成為實(shí)現(xiàn)油品深度脫硫的重要方法。鈦硅分子篩由于其特有的孔道結(jié)構(gòu),高比表面積等優(yōu)良特性已廣泛應(yīng)用于石油煉制、有機(jī)合成、氣體吸附等化工領(lǐng)域。TS-1分子篩具有高熱穩(wěn)定性、抗酸性、疏水性、良好的催化活性及選擇性,在低溫和常壓下對(duì)有機(jī)氧化反應(yīng)有較好的催化效果;Ti-MCM-41

2、具有規(guī)則的六方介孔結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)程有序的孔道排列及Ti4+氧化活性中心等優(yōu)點(diǎn)使之在催化氧化反應(yīng)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。本文采用溶膠-凝膠水熱合成法制備了TS-1、Ti-MCM-41分子篩,重點(diǎn)研究了物料配比、晶化時(shí)間、堿源類(lèi)型在合成Ti-MCM-41過(guò)程中的作用,對(duì)Ti-MCM-41分子篩微觀(guān)形貌的可控合成進(jìn)行了深入研究。然后,分別以微孔、介孔分子篩為催化劑,對(duì)模型柴油中噻吩、苯并噻吩的催化氧化-萃取脫除進(jìn)行了系統(tǒng)研究。本文豐要內(nèi)容如下:

3、>　　(1)采用溶膠-凝膠法,以四丙基溴化銨為模板劑、正硅酸乙酯為硅源在水熱條件下制備出TS-1分子篩;分別以氨水、NaOH、四甲基氫氧化銨為堿源,十六烷基三甲基溴化銨為模板劑,正硅酸乙酯為硅源合成了Ti-MCM-41分子篩。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、BET等表征技術(shù)對(duì)合成分子篩的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、物化性質(zhì)、表面基團(tuán)進(jìn)行了深入分析。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),堿源類(lèi)型對(duì)分子篩合成過(guò)程影響較大,調(diào)整堿源類(lèi)型可制備出不同微觀(guān)形貌(包括球形、片狀、板狀等

4、)的Ti-MCM-41分子篩。在140℃,模板劑用量少、晶化時(shí)間短的條件下合成出結(jié)晶度高、孔徑分布范圍窄的介孔分子篩,經(jīng)一定升溫速率煅燒處理后比表面積高達(dá)。723m2/g,孔容0.8126cm3/g,平均孔徑2.74nm。
　　(2)以噻吩為模型硫化物對(duì)TS-1、Ti-MCM-41的催化氧化性能進(jìn)行了評(píng)價(jià),并對(duì)分子篩脫除模型油中噻吩的反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化研究。分別采用腈類(lèi)、醇類(lèi)、醇胺、酰胺等溶劑為萃取劑移除噻吩的氧化產(chǎn)物。研究結(jié)果表

5、明,TS-1分子篩在催化氧化噻吩的反應(yīng)中表現(xiàn)出較高活性,其脫硫率可達(dá)97%以上,而當(dāng)以Ti-MCM-41為催化劑時(shí)噻吩脫除率僅為90%。分析認(rèn)為,TS-1微孔孔道中的Ti4+活性中心在分子尺寸較小的噻吩的氧化反應(yīng)中具有較好的催化效果,而Ti-MCM-41介孔分子篩并沒(méi)有顯示出較高的催化活性。
　　(3)進(jìn)一步考察了以苯并噻吩為模型硫化物時(shí),TS-1、Ti-MCM-41的催化氧化脫硫活性,將催化氧化過(guò)程與萃取過(guò)程相耦合從而改進(jìn)了反應(yīng)