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近年来,随着环境保护意识的不断增强,汽柴油的含硫标准更为严格,深度脱硫已成为一个全球化的研究课题。吸附脱硫反应条件温和、无污染、成本低,且能够脱除加氢脱硫中难以脱除的芳香族含硫化合物,被认为是最有前景的脱硫方式之一。本文探索了吸附剂的制备条件,并从吸附剂载体、金属活性组分、金属负载量、还原温度、改性、化学镀等方面进行研究,寻找吸附剂的最优合成条件。将制备出的吸附剂以模型化合物(DBT)为原料,在固定床连续流动反应器上对吸附剂进行选择吸附脱硫(SARS)活性评价,观察吸附剂的活性变化情况。同时对吸附脱硫机理进行研究。另外还在氢气气氛下研究反应吸附脱硫(RADS)的情况,考察反应温度、吸附剂载体等因素对吸附剂脱硫活性的影响,并对反应途径进行简单探索。 本文首先比较了氧化态和还原态吸附剂的吸附脱硫活性,结果发现还原态的吸附剂的活性更高。因为在吸附脱硫中,含硫化合物是通过硫与金属原子之间的直接作用(S-M键)而吸附在吸附剂上,金属原子的价态越低,越容易与硫成键,脱硫活性越高。然后比较了不同载体(MCM41、MCM48、TiO2、SiO2等)负载吸附剂的活性,结果表明Ni/TiO2具有更高的吸附脱硫活性。原因是TiO2负载的催化剂在高温还原气氛下载体与活性组分会产生强相互作用,在金属和部分还原的TiO2之间将形成一个特殊的界面,此界面包括一个金属原子、一个三价钛原子Ti3+和一个氧空位。并且钛原子的电子有部分转移至氧空位,氧空位上的电子将从载体转移至金属上,从而导致金属电子云浓密度增加,化合价降低,更容易与硫成键结合,吸附脱硫活性得到提高。然后考察了吸附脱硫的机理。将Ni/TiO2与Ni/SiO2进行了比较,结果发现在Ni/TiO2中,Ni的结合能更低,表明镍处于更低的价态,电子云密度更大,因此更容易与硫成键,所以脱硫活性更高。为了进一步提高吸附剂的活性,我们从还原温度、金属负载量、改性等方面对吸附剂进行了研究。还原温度方面,通过对几个温度进行比较,得到的合适的还原温度为500℃。金属负载量方面,制备了金属负载量为5%和10%两种吸附剂,结果表明5%金属负载量的活性更高。同时我们还对载体进行了磷改性和氟改性。改性后吸附剂的脱硫活性得到提高。因为在高温还原气氛下,TiO2产生氧空位,氧空位上的电子转移至金属上使金属的电子云密度增加,更容易与硫成键结合,有助于提高吸附剂的脱硫性能,而磷改性和氟改性可以促进氧空位的生成,从而提高吸附剂的活性。采用水热法合成TiO2,同时研究了化学镀与浸渍法对吸附剂活性的影响。结果发现,化学镀法制备的吸附剂可以得到更多的表面活性位,因此吸附脱硫的活性也更高。我们还分别制备了Ni/TiO2和Ag/TiO2吸附剂,并对其吸附脱硫活性进行比较。结果显示Ni/TiO2具有更好的吸附脱硫活性。为了进一步提高吸附脱硫的硫容量,进行了反应吸附脱硫的研究,考察了温度对吸附剂活性的影响以及比较了几种吸附剂的活性大小。通过固定床评价,发现吸附剂的脱硫性能随着温度的提高而提高。制备了复合载体Ni/TiO2ZnO,其中ZnO的含量分别为10%,20%,30%。进行反应性吸附脱硫反应。结果表明ZnO可以提高吸附剂的脱硫性能,且ZnO含量越高的载体负载的吸附剂的脱硫能力越强。对脱硫途径的考察发现,本实验中的吸附剂更倾向于通过直接脱硫途径(反应过程中有联苯生成)而不是加氢途径(反应过程中有四氢和六氢DBT生成)进行反应。