MOFs復合物吸附脫硫研究.pdf

1、隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴格，燃料油脫硫已成為世界各國急需解決的問題。傳統(tǒng)脫硫技術可有效地脫除燃料油中易于脫除的硫化物，而對噻吩及其衍生物類難脫除的硫化物脫除困難，且反應條件苛刻，易降低油品的辛烷值，影響汽油的使用性能。吸附脫硫技術作為一種深度脫硫手段，操作條件溫和、設備投資少、能耗低、簡單易行、吸附劑易于再生且不會改變油品的辛烷值，因此在深度脫硫領域中成為研究的熱點與重點之一。金屬有機骨架材料(MOFs)是新的多孔材料，具有比表面積大、孔隙

2、率高和孔尺寸可調等特點在吸附脫硫領域得到了廣泛的關注。
　　論文以Cu2+為金屬中心，均苯三甲酸為配體合成得到HKUST-1。GO-s為購買的氧化石墨烯粉末，GO-h為氧化石墨烯懸浮液，并兩種類型的氧化石墨烯(GO-s和GO-h)負載于HKUST-1上，考察其對噻吩吸附性能影響。通過傅里葉紅外(FT-IR)、廣角-X射線衍射儀(XRD)、N2-吸附脫附儀、拉曼譜圖、掃描電鏡(SEM)等手段對樣品進行表征。通過靜態(tài)吸附實驗考察石墨烯

3、負載量為1％～9％的HKGO-s和HKGO-h對噻吩的脫除性能。實驗結果表明當負載量為5％時，吸附劑吸附脫噻吩性能最優(yōu)，且HKGO-h(5％)吸附脫噻吩效果優(yōu)于HKGO-s(5％)。當HKUST-1單獨吸附噻吩和單獨吸附正辛烷時，HKUST-1對噻吩的作用力比正辛烷強。因此在噻吩和正辛烷模擬油中，HKUST-1吸附噻吩效果明顯。當HKGO-h(5％)和HKGO-s(5％)同時單獨吸附噻吩時，HKGO-h(5％)與噻吩結合力更強。結果表明

4、，噻吩分子很有可能存在于HKGO-h(5％)的孔道內（表面作用強），而HKGO-s(5％)中的噻吩則在孔隙中（遠離表面）。這也是HKGO-h(5％)比HKGO-s(5％)吸附脫除噻吩硫效果更好的原因。
　　以Cr3+為金屬中心，對苯二甲酸(H2BDC)為配體合成MIL-53(Cr)。以MIL-53(Cr)為載體負載離子液體[Bmim][PF6]，制備出MIL-53(Cr)@[Bmim][PF6]復合物。通過傅里葉紅外(FT-IR)

5、、廣角-X射線衍射儀(XRD)和N2-吸附脫附儀對樣品進行表征。通過靜態(tài)實驗考察不同處理方法制得的MIL-53(Cr)吸附劑對噻吩硫的吸附性，發(fā)現(xiàn)在300℃下氮氣吹掃，熱處理過的MIL-53(Cr)(ht van)吸附效果最優(yōu)，因此采用此方式處理MIL-53(Cr)。通過靜態(tài)和動態(tài)吸附評價實驗，考察[Bmim][PF6]負載量為10％、30％和40％時，MIL-53(Cr)、MIL-53(Cr)@[Bmim][PF6](10％)、MIL

6、-53(Cr)@[Bmim][PF6](30％)和MIL-53(Cr)@[Bmim][PF6](40％)對噻吩的吸附性能變化。結果顯示，負載[Bmim][PF6]后的復合材料與純的MIL-53(Cr)相比，吸附脫除噻吩性能提高了。按照脫除噻吩硫量由大到小順序為:MIL-53(Cr)@[Bmim][PF6](10％)＞MIL-53(Cr)@[Bmim][PF6](30％)＞MIL-53(Cr)@[Bmim][PF6](40％)＞MIL-5

7、3(Cr)。并且得出結論[Bmim][PF6]最佳負載量為10％。
　　以Cu2+為金屬中心，均苯三甲酸(H3BTC)為有機配體合成[(CH3)NH2]3[(Cu4Cl)3-(BTC)8]9DMA(BTC=1，3，5-均苯三甲酸，DMA=N，N-二甲基乙酰胺)，簡稱Cu-DMA。以Cu-DMA為載體負載離子液體[Bmim][PF6]，制備出Cu-DMA@[Bmim][PF6]。通過傅里葉紅外(IR)、廣角-X衍射儀(XRD)和N2

8、-吸附脫附儀等手段對樣品進行表征。通過靜態(tài)吸附和動態(tài)吸附評價實驗證明，[Bmim][PF6]負載到Cu-DMA上后，復合材料的脫除噻吩硫的能力得到提高。根據(jù)吸附曲線，按照復合材料脫除噻吩硫量由高到低順序為:Cu-DMA@[Bmim][PF6](10％)＞Cu-DMA@[Bmim][PF6](30％)＞Cu-DMA＞ Cu-DMA@{Bmim][PF6](40％)。以上結果表明，離子液體含量并非越高越好。當負載量為40％時，過多的離子液體