收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

蒙脱土的改性及其在汽油脱硫和光催化中的应用

张颖  
【摘要】:蒙脱土在我国储量丰富,具有天然的纳米级层状结构和优良的理化性能,可对其进行改性以适应不同的应用领域。本文利用蒙脱土的阳离子交换、膨胀性和晶格置换等性质,对蒙脱土进行无机柱撑改性、有机改性和杂原子晶格替换改性。根据改性蒙脱土的结构特性,将其应用于吸附脱除油相有机硫化物和光催化降解水中有机物。 本文采用溶胶-凝胶法以钛酸丁酯(TBOT)为钛源,以HCl为催化剂制备了TiO2柱撑蒙脱土。通过考察H2O/TBOT、TBOT/Na-MMT以及焙烧温度对Ti-柱撑蒙脱土结构的影响,认为获得较大比表面积和总孔容的制备条件是:H20/TBOT=2mol/mol、TBOT/Na-MMT=20mmol/g以及焙烧温度为300℃,制备样品的比表面积和总孔容可分别超过200m2/g和0.2cm3/g。FITR结果表明了进入层间区域的钛溶胶聚合体与蒙脱土层结构的硅羟基发生脱水缩合形成了Ti-O-Si键。并首次将Ti-柱撑蒙脱土材料应用于FCC汽油的脱硫,硫容量较400℃焙烧的原土增加了近两倍,筛选得到最优脱硫效果的材料制备条件是:H2O/TBOT=2mol/mol、TBOT/Na-MMT=1 Ommol/g以及未被烧样品。 将分别以正硅酸乙酯(TEOS)和TBOT为硅源和钛源制成的混合溶胶作为柱化剂,不同于诸多文献将柱化剂加入粘土悬浊液来制备柱撑材料的方法,本文将蒙脱土干粉直接加入到柱化剂溶胶中进行反应制备Si-Ti柱撑蒙脱土,后者可得到具有更大的层间距和更好层结构有序性的材料。考察了柱化剂配方、柱化剂与原土配比、柱化反应条件以及热处理温度对所备Si-Ti柱撑蒙脱土的结构以及合成汽油脱硫性能的影响。柱化反应后离心除掉未反应柱化剂溶胶,减小了溶胶水解产生大量层外粒子的可能性,所以制备样品的比表面积较原土增幅不大。柱化反应中超声处理有利于得到层间距较大和层结构有序性较好的Si-Ti柱撑蒙脱土,对比表面积的提高无益。TEOS/TBOT=10mol/mol,焙烧温度为300℃时易得到较大比表面积。改性样品的热稳定性较原土可提高70℃,且柱化剂中Si含量增加热稳定性也相应增加。筛选得到最优脱硫效果的材料制备条件是:TEOS/TBOT=5mol/mol、超声波处理柱化反应过程以及焙烧温度为500℃。 溶胶-凝胶法制备了Ce掺杂的Ti-柱撑蒙脱土。考察了Ce的掺杂量和焙烧温度对样品结构和光催化活性的影响。Ce掺杂使柱撑蒙脱土的比表面积减小,Ce被引入到Ti02中,样品中同时存在Ce3+和Ce4+。以亚甲基蓝作为光催化降解模型物质,在紫外和可见光照条件下未焙烧样品的光催化活性均优于焙烧样品,Ce掺杂可提高样品在可见光照下的光催化活性,其中Ce/Ti为0.5%的样品具有最好的降解效果,但Ce掺杂降低了样品在紫外光照下的光催化活性。 对钠基蒙脱土和钙基蒙脱土进行了交联改性,制备了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)插层有机蒙脱土、Zr-柱撑蒙脱土和Si-Ce柱撑蒙脱土。采用XRD技术对改性材料进行表征,对XRD谱图的小角部分进行分析,解释了XRD谱图小角部分出现双峰及多峰的原因,提出了由于蒙脱土层结构发生形变引起双峰或多峰的机理,并建立了交联改性的结构模型——“瓦楞”模型。 以蒙脱土和两种改性蒙脱土(CTAB插层蒙脱土和Si-Ce柱撑蒙脱土)作为脱硫吸附剂,将不同质量的噻吩溶解在正庚烷中制备得到模拟汽油,研究了吸附剂对模拟汽油中噻吩的吸附行为。考察了噻吩初始浓度和脱硫温度对脱硫能力的影响,脱硫率基本上是随着噻吩初始浓度和脱硫温度的增加而增加。采用多种模型对等温曲线进行拟合,Freundilich等温方程最适合拟合三个温度条件下噻吩吸附行为的模型,同时计算ΔH、AS和AG热力学参数,并对Qt-t动力学曲线进行分析研究,噻吩在三种材料上的吸附是吸热、熵增加和自发的过程,改性蒙脱土只是提高了对噻吩的吸附能力,并没有改变平衡吸附模型和吸附动力学机制。 利用蒙脱土结构层晶格的可置换性质,以哌啶为结构导向剂(SDA),在175℃条件下水热处理制备含钛杂原子蒙脱土。考察了水热反应时间和投料比对样品结构、成份的影响。钛原子可成功的引入结构层骨架中替代硅原子的位子,同时由于TBOT水解生成的Ti02也部分的留在最终的产品中,含钛杂原子蒙脱土基本保持了原土的层状结构特征,较原土的热稳定性略有提高。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 钱伯章;BP公司开发OATS汽油脱硫新技术[J];炼油设计;2001年01期
2 ;汽油脱硫同时提高辛烷值的新工艺[J];石油炼制与化工;1995年05期
3 ;可提高辛烷值的汽油脱硫新方法[J];工业催化;1995年01期
4 ;不经加氢处理的汽油脱硫工艺[J];石油炼制与化工;2000年06期
5 高俊文;不采用加氢处理的汽油脱硫新方法[J];工业催化;2000年01期
6 朱百善;一种可供替代的汽油脱硫路线[J];当代石油石化;2001年12期
7 周隼;荆门分公司试用汽油脱硫助剂TS-01获满意效果[J];炼油设计;2002年07期
8 章文;戴维逊催化裂化汽油脱硫的解决方案[J];石油炼制与化工;2003年11期
9 许德联;菲利浦斯新型汽油脱硫装置投产[J];当代石油石化;2001年10期
10 王军民,袁铁;超低硫清洁汽油的生产技术进展[J];天然气与石油;2001年04期
11 杜伟,黄星亮;催化裂化汽油脱硫技术及其进展[J];石油与天然气化工;2002年02期
12 章文;无需增加加氢处理苛刻度的汽油脱硫新工艺[J];石油炼制与化工;2004年06期
13 王雪松;赵国峰;;催化裂化汽油脱硫的技术进展[J];化工科技市场;2008年03期
14 郑金玉;李明罡;罗一斌;宗保宁;舒兴田;;ZRF分子筛的合成、表征及其催化脱硫性能[J];石油学报(石油加工);2010年03期
15 丸井胜,谢永胜,王文香;不用碱进行汽油脱硫的最新技术──无碱性梅洛克斯工艺[J];国外油田工程;1997年05期
16 ;国外化工科技文献精选[J];精细与专用化学品;2003年07期
17 赵少云;陈爱平;刘伟;陈晓萍;;纳米SiO_2颗粒组装改性蒙脱土汽油脱硫剂[J];无机材料学报;2006年04期
18 刘涛;孙书红;庞新梅;高雄厚;刘从华;张忠东;;降低FCC汽油硫含量的催化剂/助剂研发进展[J];中外能源;2007年05期
19 吴永涛;王刚;杨光福;蓝兴英;高金森;;催化裂化汽油脱硫技术的研究进展[J];石油与天然气化工;2008年06期
20 沈伯弘;;汽油烷基化硫转移反应固体酸催化剂研究进展[J];分子催化;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王林学;李春虎;冯丽娟;于英民;;改性活性半焦汽油选择性脱硫剂的制备及活性评价[A];第五届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2007年
2 王文泰;李春虎;于英民;张新玲;;一种尖晶石结构催化剂的制备及在油品脱硫中的应用[A];第五届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2007年
3 王文泰;李春虎;于英民;张新玲;;一种尖晶石结构催化剂的制备及在油品脱硫中的应用[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(上)[C];2007年
4 袁涛红;李保山;;介孔分子筛的制备方法及在汽油脱硫中的应用[A];第五届全国工业催化技术与应用年会论文集(下册)[C];2008年
5 王林学;李春虎;冯丽娟;侯影飞;于英民;;FCC汽油吸附脱硫剂的制备及活性评价[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(上)[C];2007年
6 王林学;李春虎;冯丽娟;于英民;侯影飞;;活性半焦表面结构与官能团对其汽油吸附脱硫的影响[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(上)[C];2007年
7 刘盛林;郭晓野;张泽凯;谢素娟;戴洪义;徐龙伢;;MCM-22分子筛介孔对汽油烷基脱硫影响[A];第14次全国分子筛学术年会论文集——微孔介孔材料科学及在新能源与节能、减排中的应用[C];2008年
8 任杰;顾小雯;袁海宽;;催化汽油的相转移剂强化氧化及萃取脱硫[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
9 王文清;;汽油精制无碱脱硫技术的工业应用[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
10 李杨;刘野;;法国Prime-G~+催化汽油加氢技术国内首次标定[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 林立刚;渗透汽化膜分离法脱除汽油中有机硫化物的研究[D];中国石油大学;2008年
2 孙金香;氧化镁基活性炭复合材料的制备及其性能研究[D];中国海洋大学;2010年
3 张颖;蒙脱土的改性及其在汽油脱硫和光催化中的应用[D];华东理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 项小燕;离子液体[Bmim]BF_4萃取汽油脱硫的研究初探[D];华侨大学;2008年
2 张涛;FCC汽油吸附法脱硫技术基础研究[D];中国石油大学;2007年
3 谢可堃;FCC汽油脱硫用复合膜的研究[D];中国石油大学;2008年
4 程芹;聚酰亚胺膜制备及汽油脱硫性能研究[D];天津大学;2008年
5 刘荣坤;膜法FCC汽油脱硫的中试研究与过程模拟[D];中国石油大学;2009年
6 杨彩茸;离子液体的制备及在汽油脱硫中的应用[D];西北大学;2010年
7 蔡永宏;催化氧化萃取法脱除FCC汽油中硫化物的研究[D];西北大学;2011年
8 曾庆雪;负载杂多酸(盐)催化氧化燃料油深度脱硫[D];东北石油大学;2011年
9 郑拴辰;磷钼杂多化合物催化氧化萃取脱除燃料油中硫化物的研究[D];西北大学;2012年
10 王升;离子液体的微波合成与氧化—萃取脱硫的研究[D];西北大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 徐蕤; 首次赴华北市场大规模施工告捷[N];中国石油报;2010年
2 特约记者 仵小兵;年300万吨重油催化裂化装置投产[N];中国石油报;2003年
3 高新 滕庆海;句容:三位博士盘活三家民企[N];新华日报;2009年
4 高新 滕庆海;三个博士盘活三家民企[N];镇江日报;2009年
5 记者 任继凯;炼化科研正扬帆前行[N];中国石油报;2009年
6 本报记者 周荣顺 通讯员 李运;安全评价招标为企业减负[N];淄博日报;2009年
7 本报记者 赵垒;SK发展新能源开拓“绿海”[N];中华工商时报;2009年
8 本报记者 侯力明 桂冕;三博士句容书写“传奇”[N];江苏经济报;2009年
9 郑伟;OCT—MD技术助国产汽油升级[N];中国化工报;2009年
10 郑伟;OCT—MD技术助清洁汽油升级[N];中国化工报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978