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镧改性的CuHY分子筛中铜离子的分布及其对吸附脱硫性能的影响

范闽光 , 李斌 , 张飞跃 , 方金龙 , 李望良 , 邢建民 , 刘自力

催化学报

在氮气气氛下采用等体积浸渍法制备了载Cu的HY和LaHY分子筛.用x射线衍射(XRD)、N2吸附、氨程序升温脱附和X射线光电子能谱对分子筛进行了表征.通过多晶XRD确定了Cu~(2+)离子在Y型分子筛笼内的结构与分布,并测定了分子筛在含二苯并噻吩(DBT)的模拟柴油中的吸附脱硫性能.结果表明,前驱体CuCl_2中的大部分Cu物种与HY和LaHY分子筛进行了离子交换.对于La~(3+)改性的CuHY分子筛(CuLaHY),进入分子筛超笼中的Cu~(2+)离子与骨架氧和水分子配位,牢固地定位于Y型分子筛超笼的SⅡ及SⅢ位;对于CuHY分子筛,超笼中的Cu~(2+)离子只接近于SⅡ及SⅢ位.极少部分CuCl分子高度分散在分子筛笼内,没有定位.处于超笼中SⅡ及SⅢ位的Cu~(2+)离子对模拟柴油中的DBT分子具有吸附作用,是吸附脱硫的活性中心.CuLaHY分子筛的吸附脱硫性能优于CuHY分子筛.当模拟柴油中含有萘时,萘与DBT分子会产生竞争吸附.

关键词: HY分子筛 , , , 吸附剂 , 修饰 , 二苯并噻吩 , 吸附脱硫

活性炭改性及其对噻吩吸附性能的研究

张志刚 , 洪丽珍 , 范俊刚 , 崔安磊 , 李文秀

功能材料

摘要:吸附是一种极具应用前景的汽油深度脱硫分离技术。采用硝酸氧化、焙烧、负载金属等方法对活性炭进行改性,利用静态实验研究了改性活性炭对模拟汽油中噻吩的吸附脱除性能。结果表明硝酸氧化可以增加活性炭表面酸性基团的量,提高脱硫性能;N2气氛下焙烧后吸附剂脱硫效果明显优于未,彼理活性炭;活性炭表面负载Fe、Zn、Cu、Ni金属离子改性中,Fe离子改性活性炭脱硫效果最好。根据上述实验结果,进行了活性炭复合改性实验,得出68%硝酸氧化后再进行Fe离子负载,吸附剂脱硫率最高,噻吩的脱硫率可达到85%。

关键词: 活性炭 , 改性 , 表征 , 吸附脱硫

Mn掺杂对Ni/ZnO吸附剂脱硫性能的改进

张玉良 , 杨永兴 , 林峰 , 杨民 , 刘铁峰 , 蒋宗轩 , 李灿

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(11)60513-5

合成了5%Ni/Mn-ZnO吸附剂体系,并在固定床上考察了Mn的掺杂对该吸附剂的吸附脱硫性能的影响.8%MnO掺杂的5%Ni/MnO-ZnO吸附剂抗烧结性能显著提高,并且吸附剂的脱硫活性和再生活性均有较大提高,三次再生后的脱硫率仍比一次再生的无Mn掺杂的5%Ni/ZnO吸附剂的脱硫率高出约4%.XRD表征显示掺杂后的吸附剂有ZnMnO3生成.

关键词: 吸附脱硫 , , , 氧化锌 , 吸附剂 , 再生

改性凹凸棒对汽油的脱硫效果研究

任珺 , 刘辉 , 陶玲 , 戴亮 , 张美薇

硅酸盐通报

利用酸热改性法制备改性凹凸棒基汽油脱硫剂.通过正交试验测定不同工艺条件下制备脱硫剂对超低硫清洁汽油的脱硫效果.实验结果表明,用2.0 mol/L硫酸酸化,并在360℃下焙烧处理60 min,可制备出效果最佳的改性凹凸棒基汽油脱硫剂;在施用该脱硫剂6 g、吸附温度80℃、吸附时间20 min条件下,可使40 mL低硫汽油硫的质量分数由92 μg/g降低至45μg/g,脱硫率达到51%.

关键词: 改性凹凸棒 , 吸附脱硫 , 超低硫 , 汽油

热分散法制备的CuCl/SBA-15的吸附脱硫性能

单佳慧 , 刘晓勤

功能材料

采用热分散法制备了脱硫吸附剂CuCl/SBA-15,用XRD方法测定了CuCl在SBA-15上的单层分散阈值,采用静态吸附实验评价吸附剂对模型燃油中噻吩的吸附性能,并研究了稀土助剂CeO2的加入及模型燃油中甲苯的存在对吸附剂脱硫性能的影响.结果表明,CuCl在SBA-15上的分散阈值为:0.3502g CuCl/g SBA-15,当CuCl负载量达到0.33g CuCl/g SBA-15时,对噻吩的吸附量达到最大值,为0.8767mmol/g,显示出阈值效应;添加稀土助剂CeO2能提高吸附剂的脱硫性能,最合适的添加量为m(Ce)/m(Cu)=0.3,此时吸附量提高了7.3%;甲苯对噻吩在吸附剂上的吸附有较大的影响,但对添加CeO2的吸附剂的影响相对较小.

关键词: 燃料油 , 吸附脱硫 , 噻吩 , 分散阈值 , SBA-15

载Ag改性13 X分子筛的制备及其燃油吸附脱硫性能研究

范俊刚 , 刘文娟 , 张志刚 , 许天行 , 李文秀

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.17.011

通过金属硝酸盐溶液浸渍离子交换并结合焙烧的方式,制备负载 Ag+改性13 X 分子筛,并考查其在燃油吸附脱硫中的应用。比较负载不同金属离子改性13X分子筛对模拟燃油中噻吩的吸附脱除能力,确定了对13 X分子筛吸附脱硫能力影响依序为 Ag+>Ni2+>Zn2+>Fe3+,结果符合软硬酸碱理论。分析了焙烧条件对载银改性分子筛吸附脱硫能力的影响,确定最优焙烧温度450℃、焙烧时间6h。对 Ag(Ⅰ)-13 X进行 SEM、XRD、BET 等表征,结果表明改性过程没有明显改变分子筛原本的多孔结构。通过对比13X分子筛改性前后对模拟汽油的填充床吸附实验,表明载银改性后,分子筛吸附剂的脱硫能力得到显著提高。

关键词: 分子筛 , 制备 , 改性 , 表征 , 吸附脱硫

活性炭负载银吸附剂的制备与脱除苯并噻吩的研究

王广建 , 张健康 , 杨志坚 , 刘英环

功能材料

采用浓硝酸氧化改性的活性炭为载体负载金属Ag制备了Ag/AC系列吸附剂,并进行了模型柴油中苯并噻吩(BT)的吸附脱除性能研究.采用N2吸附、SEM、FT-IR及XRD技术对吸附剂进行了表征.结果表明,氧化改性增加了活性炭表面酸性基团,有利于脱除弱碱性的BT.以HNO3氧化改性后的活性炭为载体负载AgCl所制备的吸附剂具有最高脱硫率达91.8%.最后探讨了AgNO3在活性炭上的吸附行为及金属Ag对BT的吸附脱除机理.

关键词: 活性炭改性 , 酸性基团 , 苯并噻吩 , Ag , 吸附脱硫

铁氧体吸附剂的穆斯堡尔谱解析及其反应吸附脱硫性能

陈霄 , 朱凯新 , M.A.Ahmed , 王军虎 , 梁长海

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(15)61068-3

运输燃料中的含硫化合物依然是空气污染的主要源头.随着人们环保意识日益增强,世界各国对燃料油标准特别是硫含量提出了越来越严格的要求.为了应对燃料油的无硫化趋势,探索新型脱硫技术去除油品中的含硫化合物成为研究热点.吸附脱硫技术(ADS)能够选择性地脱除汽油中的含硫化合物,而不影响其中的烯烃含量,从而避免了加氢精制过程中烯烃饱和导致的辛烷值降低问题,成为目前成熟的清洁油品生产技术.
  本文采用微波辅助燃烧技术,将一定化学计量比的金属硝酸盐和尿素混合物快速燃烧反应,成功合成一系列铁氧体吸附剂(MgFe2O4, NiFe2O4, CuZnFe2O4, ZnFe2O4, CoFe2O4).以含有噻吩的正庚烷(总含硫量3000 mg/L)为汽油模型,在固定床反应器中500 oC反应条件下探索了所合成铁氧体吸附剂的吸附脱硫性能.结果表明,铁氧体吸附脱硫活性大小为:MgFe2O4>NiFe2O4>CuZnFe2O4>ZnFe2O4>CoFe2O4.其中MgFe2O4较其他铁氧体具有更高的吸附脱硫性能.这是由于Mg-Fe合金化程度低,而且掺杂的Mg降低了Fe与S之间的相互作用,从而显著提高了吸附脱硫性能.此外, Mg作为一种典型的碱金属可在一定程度上显著促进噻吩分解.
  X射线衍射和穆斯堡尔谱作为敏感的结构和组成检测手段,广泛用于解析铁氧体吸附剂在吸附脱硫过程中的结构和相态变化.通过穆斯堡尔谱成功解析了铁氧体中Fe的存在形式及其化合态.对新鲜铁氧体吸附剂、吸附脱硫后的吸附剂以及氧化再生的吸附剂进行监测对比,发现在吸附过程中铁氧体被部分硫化成Fe1-xS和双金属硫化物.在空气中经高温(500 oC)处理可成功实现铁氧体吸附剂再生.本文通过对铁氧体吸附剂的结构解析和性能测试,为新型吸附脱硫剂开发提供了理论依据.

关键词: 铁氧体 , 吸附脱硫 , 穆斯堡尔谱 , 再生

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