季铵盐离子液体萃取耦合可见光催化氧化燃料油脱硫研究

论文摘要

为了有效控制环境污染,世界各国对燃料油中的硫含量不断提出更严格的要求。光催化氧化-离子液体萃取耦合脱硫具有反应条件温和,工艺简单,脱硫效果好等特点,成为近年来有发展潜力的深度脱硫新方法。本文以铁酸镧及氧化铁作为光催化剂,分别考察了在不同离子液体萃取体系下通过光催化氧化燃料油脱硫情况。分别用溶胶凝胶法、反相微乳液法合成了 Ca2+和Nd3+离子掺杂的LaFeO3纳米粉体,首次用离子液体自燃烧法合成了 LaFeO3及混晶Fe2O3光催化剂。通过调节Et3NHCl的量来控制生成光催化剂LaFeO3的晶型以及混晶Fe2O3的α-Fe203和β-Fe203的比例。并利用XRD、TEM、FT-IR、UV-VisDRS等测试技术对其进行了表征。通过光氧化脱硫实验对比,得出混晶氧化铁作为光催化剂进行光氧化脱硫效果最好,并探讨了其可见光催化氧化燃料油脱硫机理。以季铵盐为阳离子、金属基氯化物如ZnCl2、FeCl3等为阴离子,合成不同结构的Lewis酸性季铵盐类离子液体,考察了离子液体的种类、离子液体的粘度、阴阳离子比例、反应温度、反应时间等因素对萃取脱硫的影响,优选出盐酸三乙胺与氯化铁形成的离子液体比例Et3NHCl:FeCl3为1.6:1,作为萃取剂时萃取脱除燃料油中含硫化合物时效果最佳。以混晶氧化铁为光催化剂、1.6Et3NHClFeCl3离子液体为萃取剂,考察了离子液体萃取耦合可见光催化氧化技术脱除燃料油含硫化合物。在金卤灯的照射下,光催化剂加入量为0.05g,剂油比为1:2.5,空气通入量为500ml/min,反应时间为1h时,50ml硫含量为500ppm的模型油脱硫率可达92.3%。并通过分析实验结果,得出混晶Fe2O3的光催化反应机理图。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 加氢催化与非加氢脱硫
• 1.2.1 加氢催化
• 1.2.2 吸附脱硫
• 1.2.3 生物脱硫
• 1.2.4 氧化脱硫
• 1.2.5 有机溶剂萃取脱硫
• 1.2.6 离子液体萃取脱硫
• 1.3 光催化氧化
• 1.3.1 光催化剂的制备
• 1.3.2 光催化氧化脱硫
• 1.4 本课题来源及主要研究内容
• 3光催化剂的合成及其活性研究'>第2章 LaFeO₃光催化剂的合成及其活性研究
• 2.1 引言
• 2.1.1 钙钛矿结构
• 2.1.2 钙钛矿型氧化物材料的研究进展与应用前景
• 2.2 溶胶凝胶法合成钙钛矿
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.2 结果与讨论
• 2.3 反相微乳液合成钙钛矿
• 2.3.1 实验过程
• 2.3.2 结果与讨论
• 2.4 离子液体自燃烧合成钙钛矿
• 2.4.1 实验过程
• 2.4.2 结果与讨论
• 2.5 光氧化脱硫
• 2.6 本章小结
• 2O₃及其活性研究'>第3章 离子液体自燃烧合成Fe₂O₃及其活性研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验过程
• 3.2.1 实验过程
• 3.2.2 实验的化学反应方程式
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 ESI-MS图谱
• 3.3.2 氧化铁的TEM
• 3.3.3 氧化铁的XRD
• 3.3.4 氧化铁的UV-Vis DRS
• 3.3.5 光氧化脱硫
• 3.4 本章小结
• 第4章 离子液体萃取耦合光催化氧化脱硫
• 4.1 引言
• 4.2 离子液体萃取脱硫
• 4.2.1 季铵盐离子液体的合成
• 4.2.2 结果与讨论
• 4.2.3 脱硫实验
• 4.2.4 离子液体的再生
• 2O₃光催化氧化脱硫'>4.3 离子液体萃取耦合光催化剂Fe₂O₃光催化氧化脱硫
• 4.3.1 实验部分
• 4.3.2 结果与讨论
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表论文
• 致谢
• 附件