磷钨杂多化合物制备及其在柴油氧化脱硫中的应用

论文摘要

随着社会发展，经济繁荣，人类对能源的需求量越来越大，能源的大量消耗使大量的污染物直接排放到自然环境中，造成大气污染。而在这些污染物中SOx对环境造成的污染最严重，它不仅会形成酸雨腐蚀桥梁等建筑物，还会损害人体呼吸道的健康。在大城市中，汽车保有量逐年迅速递增，汽车尾气排放出来的硫化物是除CO2以外的第二大城市大气污染物，如何降低燃料油品中的硫含量是降低汽车尾气污染的关键。在实际生产中，加氢脱硫（HDS）是被广泛采用的传统脱硫工艺技术，但是它的反应条件高，需要高温高压，运行成本和维护费用也很高，让一些小型炼油厂难以采用。近年来，氧化脱硫技术作为一种生产低硫燃料油品的新方法，因其高效，反应条件温和，工艺简单，费用低廉而受到了广泛关注。同时杂多化合物因其制备方法简单，价格比贵金属催化剂低，兼具高效催化活性与绿色环保，而成为研究热点并在绿色有机催化领域应用广泛。本文通过改变反应物Na4P2O7·10H2O，Na2WO4·2H2O和WO3的配比，并以此为因素进行正交实验，用固相反应法合成了多种不同成分的磷钨杂多化合物（TPHC）。然后以所合成产物为催化剂，H2O2、H2O2-过氧乙酸为氧化剂分别对柴油进行了氧化脱硫试验，并探讨了氧化脱硫实验的最佳反应条件。脱硫实验结果表明所合成的磷钨杂多化合物确实具有催化性能；结合数学分析，发现催化性能随反应物摩尔配比的变化而变化，且WO3摩尔比的影响最为显著；通过XRD与FT-IR图谱分析，发现磷钨杂多化合物的催化性能与端氧Od的活性有关，Od的活性越大，其得失电子能力越大，反映出的磷钨杂多化合物催化性能越好。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 大气污染的来源、特征及现状
• 1.1.1 大气污染的来源
• 1.1.2 大气污染的现状
• 1.1.3 控制大气污染的主要手段
• 1.2 燃料油品低硫化技术的发展现状
• 1.2.1 加氢脱硫（HDS）技术
• 1.2.2 非加氢脱硫技术
• 1.3 杂多化合物概述
• 1.3.1 杂多化合物的结构和特性
• 1.3.2 杂多化合物的制备
• 1.3.3 杂多化合物的功能和应用
• 1.4 研究课题的目的、意义和目标
• 1.4.1 研究目的、意义
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 研究目标
• 第2章 磷钨杂多化合物的制备及表征
• 2.1 实验条件
• 2.1.1 试剂及实验仪器
• 2.1.2 表征方法
• 2.2 磷钨杂多化合物的制备
• 2.2.1 第一组正交实验试样的制备
• 2.2.2 第二组正交实验试样的制备
• 2.3 磷钨杂多化合物的表征
• 2.3.1 EDS元素定量分析
• 2.3.2 粉晶X-射线衍射表征
• 2.3.3 傅立叶变换红外光谱表征
• 2.4 小结
• 第3章 柴油氧化脱硫的实验研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验试剂
• 3.1.2 实验仪器及装置
• 3.1.3 实验结果分析方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 第一组正交实验TPHC对氧化脱硫的影响
• 3.2.2 氧化剂种类对氧化脱硫的影响
• 3.2.3 氧化剂浓度对氧化脱硫的影响
• 3.2.4 第二组正交实验TPHC对氧化脱硫的影响
• 3.3 小结
• 第4章 磷钨杂多化合物的化学组成对氧化脱硫的影响
• 4.1 正交实验分析
• 4.1.1 正交实验水平指标和与极差分析
• 4.1.2 正交实验方差与显著性分析
• 4.2 脱硫率与磷钨杂多化合物化学组成的关系
• 4.3 小结
• 第5章 磷钨杂多化合物的结构对氧化脱硫的影响
• 5.1 磷钨杂多化合物的二、三级结构
• 5.1.1 第一组正交实验试样的XRD分析
• 5.1.2 第二组正交实验试样的XRD分析
• 5.2 磷钨杂多化合物的一级结构
• 5.2.1 第一组正交实验试样的FT-IR分析
• 5.2.2 第二组正交实验试样的FT-IR分析
• 5.3 脱硫率与磷钨杂多化合物结构的关系
• 5.3.1 第一组正交实验TPHC结构对脱硫率的影响
• 5.3.2 第二组正交实验TPHC结构对脱硫率的影响
• 5.4 小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢