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溶胶-凝胶法制备MoO_3-CeO_2-SiO_2氧化脱硫催化剂

张健 , 白秀梅 , 李翔 , 王安杰 , 马学虎

催化学报

采用溶胶.凝胶法制备了MoO_3-CeO_2-SiO_2复合氧化物催化剂,通过X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱对催化剂进行了表征.在温和条件(40℃,常压)下,以过氧化羟基异丙苯(CHP)为氧化剂,甲苯为溶剂,二苯并噻吩(DBT)为模型硫化物,在固定床流动反应器上考察了该复合氧化物催化剂的氧化脱硫反应性能,并研究了催化剂中Mo/Si和Ce/Si摩尔比对反应活性的影响.结果表明,Mo物种主要以MoO_3的形式存在,最佳Mo/Si和Ce/si摩尔比分别为0.1和0.02.适量CeO_2的引入可以提高SiO_2上MoO_3的分散度.不含CeO_2的催化剂中钼主要以高价态的钼离子(Mo~(6+))存在,添加CeO_2后,可能有一定量的低价态的钼离子(MO~(3+))生成,MoO_3-CeO_2-SiO_2催化剂高的氧化脱硫活性可能与Mo~(5+)的存在有关.

关键词: 三氧化钼 , 二氧化铈 , 二氧化硅 , 溶胶-凝胶法 , 二苯并噻吩 , 氧化脱硫

磷钼杂多酸离子液体催化氧化脱硫

安莹 , 陆亮 , 李才猛 , 程时富 , 高国华

催化学报

合成了新型的磷钼杂多酸离子液体[hmim]_3PMo_(12)O_(40),并将其用十室温离子液体1-甲基咪唑四氟硼酸盐([hmim]BF_4)为溶剂的模拟油品氧化脱硫反应.结果表明,在温和的反应条件下,过氧化氢与硫摩尔比为4:1时,二苯并唪吩脱硫率为90%,二苯硫醚、苯甲硫醚和二乙硫醚的脱除率可达100%.离子液体催化体系循环使用4次后,脱硫率没有明显下降.

关键词: 磷钼杂多酸离子液体 , 二苯并噻吩 , 过氧化氢 , 氧化脱硫

La-Mo/SiO2催化剂的制备及其催化柴油深度氧化脱硫研究

张玉琴 , 邱江华 , 王光辉 , 包云成 , 王宁

材料导报

以聚乙二醇(PEG)作为分散剂,采用溶胶-凝胶法制备了镧离子修饰的SiO2负载型磷钼酸催化剂La-Mo/SiO2,并对其进行了FT-IR、XRD、SEM和比表面积及孔隙结构分析等表征.结果表明,制备中引入分散剂PEG及镧离子改性后,催化剂保持了磷钼酸的Keggin结构,同时促进了MoO3在SiO2表面的高度分散,催化剂的比表面积和孔体积也得到提高.在H2O2氧化脱硫体系中考察了不同制备条件下的催化剂及体系反应条件对模型油脱硫效率的影响.结果显示,最佳条件下合成催化剂且在其用量0.05 g、氧化剂H2O2用量0.20 mL、反应温度70℃时,二苯并噻吩(DBT)反应3h的脱除率为95.2%,苯并噻吩(BT)反应5h的脱除率为59.2%.

关键词: 磷钼酸 , 溶胶-凝胶法 , 分散剂 , 氧化脱硫

燃油氧化脱硫

蒋宗轩 , 吕宏缨 , 张永娜 , 李灿

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(10)60246-X

综述了燃油的氧化脱硫,包括一些具有吸引力的氧化脱硫方法,如H2O2/有机酸,H2O2/杂多酸,H2O2/含钛分子筛和其它非过氧化氢体系(如叔丁基过氧化物等).对本课题组开发的新型乳液催化氧化脱硫体系进行了详细的介绍.在乳液体系中,界面问的传质限制被大大降低.在温和条件下,双亲性乳液催化剂可以将柴油中的含硫化合物选择氧化成其相应的砜类化合物.氧化得到的砜可以使用极性萃取剂将其从油品中除去.经过氧化和萃取之后,加氢柴油中的硫含量可以从几百μg/g降低至0.1μg/g,而直馏柴油中的硫含量则可以从6000μg/g降低至30μ/g.

关键词: 氧化脱硫 , 乳液催化 , 萃取 , 燃油

稀土元素对二氧化硅负载型磷钼酸结构和催化氧化脱硫性能的影响研究

邱江华 , 王光辉 , 王宁 , 曾丹林 , 陈阳

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.18.017

采用溶胶-凝胶法分别制备了La+、Ce3+和Pr+改性的SiO2负载型磷钼酸作为催化剂,并对催化剂进行了傅里叶红外光谱、X射线衍射和孔隙结构等表征,同时考察了催化剂在温和条件下对模型油的催化氧化脱硫性能.结果表明:催化剂保持了磷钼酸的Keggin型结构,稀土离子的改性明显促进了磷钼酸活性中心的分散和催化剂孔径、比表面积的提高;二苯并噻吩的催化氧化反应符合表观一级动力学规律,且La-Mo/SiO2、Ce-Mo/SiO2和Pr-Mo/SiO2催化二苯并噻吩氧化的活化能分别为30.29 kJ/mol、33.41 kJ/mol和35.15 kJ/mol.

关键词: 磷钼酸 , 改性 , 稀土元素 , 氧化脱硫 , 动力学研究

PEG-HPMo/SiO2介孔材料的制备及其催化氧化脱除模型油中苯并噻吩的研究?

田永胜 , 王光辉 , 赵磊 , 邱江华 , 曾丹林

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.16.005

分别以聚乙二醇(PEG6000)及正硅酸乙酯(TEOS)为模板剂和硅源,采用沉淀法制备了 SiO2负载型磷钼酸(HPMo)催化剂 PEG-HPMo/SiO2,对催化剂进行了 FT-IR、XRD、FE-SEM 等表征。采用 NLDFT 平衡模型对吸附-脱附等温数据进行处理,计算了催化剂的孔径分布及比表面积。研究结果表明:催化剂 PEG-HPMo/SiO2含有HPMo 的 Keggin 结构且具有较高的脱硫活性。当催化剂用量0.06 g、H 2 O2用量0.04 mL、反应温度70℃、反应时间35 min 时,10 mL 模型油中的苯并噻吩(BT)基本被完全脱除;催化剂重复使用6次后,催化剂的催化活性没有明显降低。

关键词: 聚乙二醇 , PEG-HPMo/SiO2 , 氧化脱硫 , 苯并噻吩

CMC对HPMo/SiO2结构及其催化模型油氧化脱硫性能的影响

赵磊 , 田永胜 , 王光辉 , 邱江华 , 周勇

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.24.014

以羧甲基纤维素(CMC)为造孔剂,使用溶胶-凝胶法制备了SiO2负载型磷钼酸催化剂HPMo/SiO2,并对其进行了FT-IR、XRD、FE-SEM等表征,同时考察了不同制备条件和反应条件对模型油催化氧化脱硫效果的影响.结果表明,造孔剂的加入并未改变HPMo的Keggin结构,且促进了MoO3在SiO2表面的分散;催化剂用量0.05 g,H2O2加入量0.02 mL,反应温度80℃时,二苯并噻吩(DBT)反应15 min后可完全脱除;催化剂重复使用4次后,DBT几乎被完全脱除.

关键词: 羧甲基纤维素 , 杂多酸 , 氧化脱硫 , 催化剂

磷钨酸纳米ZSM-5复合催化剂的氧化脱硫反应性

陈立东 , 刘迪 , 牛思祺 , 姜春杰 , 刘丽萍 , 王祥生 , 朱江

应用化学 doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2016.03.150339

采用浸渍法制备了纳米晶ZSM-5负载的磷钨酸复合固体催化剂,纳米晶ZSM-5上单独负载磷钨酸时,Keggin结构磷钨酸转变为Dawson结构多酸化合物,结合镍盐后Keggin结构保持不变.以有机硫化物氧化脱硫为探针反应的研究结果表明,在低温(40℃)反应条件下,含二苯并噻吩有机硫组分的正辛烷模拟油品的脱硫率高达94.5%.

关键词: 磷钨酸 , 纳米沸石 , 氧化脱硫 , 正辛烷

稀土和过渡金属助剂对氧化脱硫催化剂反应性能影响

支岩辉 , 姚月 , 田亚杰 , 高璐璐 , 莫冬梅 , 樊苗苗 , 吕树祥

稀土 doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201602001

采用溶胶-凝胶法制备了不同稀土金属和过渡金属离子为助催化剂的SiO2负载型磷钼酸(HPMo)催化剂M-HPMo/SiO2(M=Eu、La、Ni、Co),研究了此催化剂在模拟柴油的催化氧化脱硫反应中的性能.使用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换-红外光谱FT-IR、N2吸附-脱附等分析手段对催化剂的结构进行了表征.结果表明,稀土金属和过渡金属离子的加入保持了磷钼酸的Keggin结构,并促进了磷钼酸活性中心在SiO2表面的分布,稀土元素催化助剂Eu在反应中的助催化作用最为明显,Eu-HPMo/SiO2有较高的催化活性.在催化剂用量为0.1g、反应温度为50℃、n(H2O2)/n(S) =3、反应时间60 min,催化剂Eu-HPMo/SiO2对DBT的脱除率为99.2%.该脱硫反应为表观-级反应,反应表观活化能为51.16±5.79 kJ/mol,指前因子A=6154 ±697.

关键词: 磷钼酸 , 二苯并噻吩 , 氧化脱硫 , 过氧化氢 , 金属助剂

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