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随着环境保护意识的提高,人们越来越关注机车尾气引起的环境污染问题,对汽油、柴油中硫含量的要求越来越严格。低硫汽油和超低硫汽油的生产已成为世界性的重要课题。传统的加氢脱硫(HDS)对汽油、柴油中的烷基硫化物以及硫醇的脱除有很好的效果,但却很难脱除芳基硫化物,为此人们研究了多种非氢脱硫技术。其中吸附脱硫方法由于操作条件温和、过程简单、成本低、污染小等优点而受到广泛的重视。本文着重研究了二苯并噻吩在原位镀饰过渡金属氧化物的SBA-15和离子交换法修饰的SBA-15介孔分子筛以及SAPO-5、SAPO-37等微孔分子筛上的吸附脱除。利用液相吸附法对不同类型分子筛脱硫性能进行了考察,并通过XRD、BET、XRF等表征方法了解吸附剂理化性质。利用IR、UV-Vis、TA-MS等手段研究材料的吸附脱硫机理,结合前人的吸附脱硫研究,分析影响分子筛吸附剂脱硫效果的结构因素,为进一步的研究奠定基础。研究工作的主要结论如下:
1.相比较纯SBA-15而言,随着SBA-15上镀饰氧化物含量的增加,吸附剂对二苯并噻吩的吸附均有所增加,说明金属氧化物对二苯并噻吩的吸附是有贡献的,但是增加幅度不明显,其中10CuO-SBA-15由于较大的比较面积而表现出较好的吸附能力。双组分过渡金属氧化物镀饰的SBA-15吸附剂中,5NiO5ZnO-SBA-15的脱硫率也比较高,表明两种脱硫效率相同或者相近的单组分的组合可能具有协同效应,有利于脱硫效率的提高。
2.增大分子筛酸性有利于脱硫效果的提高。用离子交换法制备CuAl-SBA-15,不同的铜源所制得的吸附剂中铜含量有所差异,不过交换的铜离子量都相当低。与聚集态的金属氧化物相比较,高分散的铜离子对二苯并噻吩的吸附容量明显提高。
3.具有不同笼及孔道结构的分子筛对二苯并噻吩的吸附表现出明显的差别,与介孔SBA-15、MCM-41以及SAPO-5对二苯并噻吩的吸附效果相比较,八面沸石分子筛(Y分子筛和SAPO-37)由于其特殊的三维笼和孔道结构特别是超笼的存在而表现出优异的吸附能力,表明适宜的孔道和笼结构是影响吸附剂吸附性能的最重要因素。
4.由吸附前后分子筛的UV-Vis和IR的表征结果可以发现:二苯并噻吩均以分子态吸附在分子筛吸附剂上,并未发生解离吸附。