均一尺寸介孔碳微球合成及其吸附脱氮性能研究

摘要

由于油品中含氮化合物的存在，大规模使用含氮量过高的燃油导致了一系列环境问题的产生。为了应对日益严峻的环保形势，降低油品中氮化物含量，生产制备超清洁燃油迫在眉睫。目前工业上普遍使用的加氢脱氮工艺存在着操作复杂、成本高昂且危险性较高等问题，因此人们开始将目光越来越多地投到溶剂精制、络合精制以及吸附脱氮等非加氢脱氮领域。其中，吸附脱氮凭借其简便的操作方法、低廉的操作成本、较高的脱氮效率备受人们的关注与青睐。 目前文献中报道的吸附脱氮吸附剂种类很多，例如沸石、分子筛、活性炭、金属有机框架材料等，但主要都是一些形貌粒径不均一的材料，而粒径均一的吸附剂材料在实际工业应用中有着非均一材料不可比拟的优势，特别是在固定床操作中可以有效降低操作压降，节约能源。因此本文采用软模板法结合喷雾干燥技术制备了具有均一尺寸结构的介孔碳球颗粒，通过后续的氧化改性，在其表面引入了大量含氧官能团，并将其应用于模拟油品的吸附脱氮实验中。 实验结果表明:以软模板法结合喷雾干燥技术可以成功制备粒径均一的介孔碳球颗粒，通过调节前驱液中F127和TEOS的含量可以对碳球颗粒的孔道结构进行调控。通过对模拟油的吸附实验发现，介孔的存在为吸附质扩散提供了通道，有利于氮化物的吸附。通过氧化，在介孔碳球颗粒中引入了大量含氧官能团，同时保留了其形貌和孔道结构。吸附脱氮实验结果表明，含氧官能团的引入大大提升了材料对氮化物的吸附能力，同时氧化改性可以提高介孔碳球吸附脱氮的选择性。

目录

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摘要

第一章序言

1．1油品中含氮化合物的种类及含量

1．2油品中含氮化合物的危害

1．2．1对油品安定性的影响

1．2．2对环境的危害

1．2．3对油品加工过程的危害

1．3油品中含氮化合物的脱除方法

1．3．1加氢脱氮

1．3．2酸碱精制脱氮

1．3．3溶剂精制脱氮

1．3．4络合精制脱氮

1．3．5吸附脱氮

1．4介孔碳材料简述

1．4．1 介孔碳材料的合成方法

1．4．2介孔碳材料的应用

1．5论文选题依据及研究内容

第二章喷雾干燥制备均一介孔碳球及其吸附脱氮性能的研究

2．1引言

2．2实验部分

2．2．1 实验材料及设备

2．2．2介孔碳球的制备

2．2．3介孔碳球的表征

2．2．4吸附实验

2．3结果分析与讨论

2．3．1形貌结构与物理性质

2．3．2吸附实验

2．4本章小结

第三章介孔碳球颗粒的氧化改性及其改性后吸附脱氮性能的研究

3．1 引言

3．2实验部分

3．2．1实验材料及设备

3．2．2介孔碳球的氧化实验

3．2．3氧化介孔碳球的表征

3．2．4吸附实验

3．3结果分析与讨论

3．3．1 吸附剂的物理性质

3．3．2吸附剂的化学性质

3．3．3吸附实验

3．4本章小结

第四章全文总结

参考文献

致谢