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油品的清洁是当今世界关注的一个热门话题。油品中含有的硫化物在发动机中随着油品的燃烧会转变成硫氧化物(SOx),而空气中含有的SOx是造成酸雨这类重大环境灾害的重要因素。最近亦有研究表明,高硫油品燃烧后的尾气是造成空气雾霾的主要原因之一。此外,SOx还会使得尾气排放装置中的催化剂发生中毒,使一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)的排放量增加。因此,如何高效经济的实现油品中硫化物的脱除成了许多研究人员研究的重要对象。在众多脱硫方法中,氧化脱硫作为一种新出现的非加氢脱硫技术,由于反应条件温和、氧化能力强,近年来受到了人们的关注和研究。此外,氧化脱硫对噻吩类硫化物有较高的氧化活性。 本论文中,首先考察了[Bmim]BF4、[Bmim]PF6、[Omim]BF4和[Omim]PF6这四种咪唑类离子液体加入的种类和体积对脱硫效果的影响。实验发现在使用[Omim]BF4时,硫化物能够实现较好的脱除,反应4小时后油品中的硫化物含量降低到5 ppm,实现了硫化物的深度脱除。实验同时考查了咪唑型离子液体的种类和加入量、醛类物质的种类和加入量,油品中硫化物的含量和种类等因素对脱硫效果的影响。并对反应结束后的产物进行了气相色谱-质谱(GC-MS)检测。 常规离子液体难以合成,价格昂贵,且在环境中难以降解。接着,实验利用盐酸三乙胺(Et3NHCl)和金属氯化物(MClx)反应,形成一种低熔点的金属基离子液体。实验合成了以氯化铁(FeCl3)、氯化铜(CuCl2)、氯化锡(SnCl2)和氯化锌(ZnCl2)为金属氯化物的金属基离子液体。对四种金属基离子液体进行了红外(FT-IR),液体紫外(UV-Vis),拉曼(Raman)和元素分析。实验发现Et3NH/FeCl4对油品中的硫化物有最好的氧化脱除能力。反应2.5小时后,油品中的硫化物几乎能够实现完全脱除。实验考察了金属基离子液体的种类和用量、醛类物质的用量、油品中硫化物的浓度和不同含硫底物等因素对脱硫效果的影响。并对反应结束后的产物进行了GC-MS检测。与上一体系相比,该体系萃取剂的用量大大减少,反应达到深度脱硫所需时间也有所下降。 近年来无金属类物质成为了热门的研究对向。实验中使用氯化胆碱(ChCl)和直链有机一元酸合成了五种称之为低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents,DESs)的一种特殊离子液体。对所合成的五种低共熔溶剂进行了元素分析、FT-IR和氢核磁(1H-NMR)表征,研究了形成低共熔溶剂的两种原料间相互作用力。实验发现使用ChCl·2CH3COOH,反应3小时后,油品中硫化物的脱除率能够达到98.6%。此外,实验同时考察了低共熔溶剂的种类和用量、醛类物质的加入量、油品中硫化物的浓度和不同含硫底物等因素对脱硫效果的影响。反应结束后,使用了电子自旋共振法(X-band Electron Spin Resonance,ESR)检测了反应体系中存在的活性自由基的种类,并结合密度泛函计算(Density Functional Theory, DFT)结果提出了可能的反应机理,最终通过不同醛加入后脱硫效果和反应产物的检测,进一步验证了提出的反应机理。 本文创新性的使用异丁醛在紫外光下活化空气中氧气,对油品中的硫化物进行氧化脱除。并寻找合成出了三种不同类型的萃取剂,利用萃取耦合氧化技术实现了燃油的深度脱除。扩大了燃油脱硫的研究方向,对基础理论的研究具有重要的意义。