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《南京理工大学》 2007年
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有机聚合物材料用于烃类脱硫研究

孟启  
【摘要】: 将富集技术、官能团选择性反应与GC-PFPD、GC-MS相结合,建立了对复杂烃体系中有机硫化物的分析方法。以酸和正己烷对复杂烃体系中的噻吩衍生物和硫醚进行抽提富集,可得到以正己烷为溶剂的富硫样品。富硫样品溶剂组分单一,总硫含量大幅提高,满足了GC-FPD和GC-MS分析的需要。 采用硫酸∶磷酸∶水=65∶15∶20的抽提剂处理汽油,得到的富硫样品中通过GC-FPD检测到52个有机硫化物,GC-MS分析得到其中14个硫化物的结构,这些硫化物都是噻吩衍生物或者硫醚。 通过3个分别针对硫醇、硫醚和含α-H噻吩的官能团选择性反应,结合GC-PFPD对烃类石油产品中各类有机含硫化合物进行区分。经过化学反应处理的汽油样品谱图逐步简化,方便了不同类型硫化物的归属,初步解决了叠合峰的分辨问题。对汽油样品的分析研究表明,有机硫化物主要以噻吩及其衍生物的形式存在,也含有一部分硫醚,硫醇最少。 以标准样品为基准,对比了GC-PFPD法和微库仑法在微量硫化物定量分析中的准确性和精确度,证实了GC-PFPD用于总硫含量分析和各硫化物组分定量分析的可行性。 制备出多种具有脱硫醇作用的聚合物材料并进行性能研究,发现了具有良好应用前景的羧甲基纤维素铜(Ⅱ)材料,探讨了其脱硫醇机理。用羧甲基纤维素钠和硫酸铜制备的羧甲基纤维素铜(Ⅱ)材料,在室温下以24.0h~(-1)空速可以将模型样中的硫醇完全脱除,脱硫醇容量可达1.86mmol/g。XPS研究发现使用后材料中的二价铜离子转变成一价,GC-PFPD分析确认硫醇被氧化生成二硫化物,证实羧甲基纤维素铜(Ⅱ)脱硫醇是一个氧化-还原过程。 设计、选择或合成多种结构的修饰物分子,分别以“N-取代磺酰胺”和“N-取代甲胺”两种锚接方式对聚苯乙烯树脂进行修饰,制备多种新型吸附树脂并研究了其对不同硫化物的吸附能力。 通过对磺酸型聚苯乙烯离子交换树脂进行酰胺化修饰改性,制备了N,N-二(2-氯乙基)磺酰胺型吸附树脂,比较了修饰前后树脂的理化性质的变化。通过对典型的有机含硫化合物的吸附试验发现,该树脂对液态烃中微量的有机硫化物具有选择性吸附能力,对伯硫醇的吸附作用最强,对硫醇和噻吩的吸附活性高于硫醚和苯并噻吩。 另一种以N,N-二[2-(N’-吗啉基)乙基]胺为修饰分子,采用“N-取代磺酰胺”方式锚接得到的树脂吸附剂对噻吩衍生物体现出较高的吸附活性和吸附容量,其中对噻吩的吸附容量比硫醚和硫醇高出10倍左右,这种吸附的选择性特征与汽油脱硫的现实需求相吻合,具有潜在的应用价值。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TE624.55

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