新型吸附剂的制备及其吸附脱硫性能的研究.pdf

学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致,允许论文被查阅和借阅, 同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询,授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生院办理。本学位论文属于不保密团。学位论文作者签名:可爻责争动l奸饵|oEt 指导教师签名: 小f支年6月f f日万方数据江苏大学硕士学位论文摘要随着环境污染问题的日趋严重,许多国家采取各种措施努力降低燃油硫含量使其达到深度脱硫,并将燃油硫含量限制在50 ppm以下甚至小于10 ppm的范围, 因而硫含量对原油价格影响很大。加氢脱硫(HDS)技术是最常见的脱除燃油中硫化物的方法。与加氢脱硫相比,吸附脱硫技术(ADS)作为新的脱除硫化物方法,具有许多潜在的优点:(1)常温常压操作过程,不使用氢气,投资和运行成本低;(2)该吸附过程能非常有效的吸附稠环噻吩类硫化物及其衍生物,而HDS 只能去除无机硫及简单有机硫化物;(3)辛烷值损失小。目前吸附脱硫的关键是制备出具有选择性的高效吸附剂。本论文中,我们首先通过使用不同的金属基离子液体[C16mim]Cl/CuCl2, 2【C16mim]Cl/CuCl2,3[Ci6mim]Cl/FeCl3,【C16mim]Cl/MnCl2和【C16mim]Cl/NiCl2 为模板和金属源,来合成金属介孔二氧化硅材料。对金属物种高度分散在介孔孑L 道上的介孔型吸附剂进行研究发现,该类吸附剂保持高的表面积和孔体积。((),通过X射线衍射,。结果表明,合成的介孔材料具有高度有序的六方介孔结构,高的表面积(~1400 m2/g),大的孔体积(~),以及可调控的介孔结构。通过原位引入将金属物种高度分散在介孔结构上,因而这些含有金属离子液体的功能化有序介孑L-.-氧化硅材料适合作为吸附剂去除燃料中的二苯并噻吩。其次,为了减少对环境的危害,研究制备了不含金属的类石墨氮化硼(BN) 样品,并将其作为吸附剂用于去除模拟油中的二苯并噻吩(DBT)。结果表明, 与商品级氮化硼相比,类石墨氮化硼具有显著的吸附性能。·S。通过实验考察BN的层数,DBT初始浓度以及温度对DBT 的吸附效果的影响。用Langmuir和Freundlich等温线模型来研究DBT在BN 上的吸附。动力学研究表明,该吸附过程很好的符合伪二级动力学模型。通过密度泛函理论(DFT)证明,路易斯酸碱相互作用在类石墨BN去除DBT过程中发挥重要作用。同时,孤对电子反馈到7【键上进一步加强DBT和BN之间的相互作用。对于真实汽油和柴油,石墨BN也表现出较好的吸附性能。作为无金属吸万方数据新型吸附剂的制备及其吸附脱除性能的研究附剂,类石墨BN对硫化物具有一定选择性,易制取以及环境相容性使得其具有潜在的应用前景。为了进一步提高吸附剂的吸附脱硫活性,在合成无机非金属六方氮化硼(h-BN)的基础上,制备了新型碳掺杂的多孔氮化硼(),-3. 甲基眯唑四氟硼酸盐([Bmim]BF。)作为软模板和碳源。采用多种技术手段研究吸附剂的结构,形态和吸附脱硫性能。与纯BN吸附剂相比, 对DBT显示出更强的吸附性能,截至到目前的报道,该吸附剂具有最高的吸附容量()。多孔氮化硼优异的吸附性能归因于沿孔隙边缘暴露出的原子以及在DBT和多孔碳掺杂氮化硼之间更强的路易斯酸碱相互作用。经过循环再生后,该吸附剂的吸附性能依然很好。结果表明功能化后的BN在工业上有广阔的应用前景。关键词:吸附脱硫,氮化硼,介孔材料,金属基离子液体万方数据江苏大学硕士学位论文 ABSTRACT As theincreasing severe environmental pollution problems,in many countries thesulfur content indieselislimited tobelessthan50ppm or even lessthan 0ppm, and then many efforts have been made to seek the highly efficient strategies for deep desulfurization off