钼基催化剂催化氧化脱除油品中二苯并噻吩的性能与机理

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  (1)本研究通过简便的浸渍法成功制备了具有优异催化性能的新型MoO3-TiO2@MCM-22催化剂。把Mo/Ti质量比为1∶4的MoO3-TiO2@MCM-22催化剂标注为MT-1∶4,其他比例的催化剂以此类推。对于不同Mo/Ti质量比催化剂的氧化脱硫(ODS),硫的转化率按以下顺序增加:MT-5∶0<MT-0∶5<MT-1∶1<MT-2∶3<MT-3∶2<MT-4∶1<MT-1:4。
  (2)采用SEM、HRTEM、N2吸附-脱附曲线、XRD、FT-IR、ICP-AES、NH3-TPD、XPS和Py-FTIR表征催化剂,结果表明:MoO3和TiO2成功负载在MCM-22上。
  (3)在反应温度为373K、催化剂用量为0.10g、O/S摩尔比为2.0的最佳反应条件下,催化剂MT-1:4的ODS活性最高,在15分钟内硫转化率为99.96%。
  (4)实验和表征结果表明:催化剂ODS活性的增强归因于MoO3和TiO2的协同作用,这是通过钼和钛分别调控催化剂表面的LAS和BAS浓度来实现的。催化剂MT-1:4达到了最高的LAS和BAS浓度以及最大的协同值,因此具有最高的催化活性。
  (5)动力学研究表明:ODS反应符合一级反应动力学,其表观活化能为48.9kJ/mol。此外,MoO3-TiO2@MCM-22上可能的ODS机制包括两个步骤,这两个步骤都可能是限制速率的步骤。第一个步骤包括电子转移和O-O键断裂,第二个步骤是特定的O原子受到DBT硫原子的亲核攻击。
  (6)重复的ODS实验结果表明:MT-1∶4是一种稳定、可回收的催化剂,能够经济有效地去除油品中的DBT,具有广阔的工业应用潜力。
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