负载型钨基催化剂的制备及其催化氧化脱硫性能的研究

摘要

钨基催化剂对氧化反应有良好的催化作用。许多研究学者合成了钨基催化剂应用于催化氧化脱硫反应,且被证实其有非常高的催化活性。本文结合国内外许多研究学者和本实验组的研究工作,合成了负载型钨基催化剂:先通过水热法合成了介孔分子筛SBA-15,采用两种不同钨源(H2WO4和H2C2O4、H2WO4和H2O2),通过浸渍法制备了WO3/SBA-15催化剂。采用X射线衍射、紫外可见光谱、N2吸附脱附、傅里叶变换红外光谱和紫外可见光谱方法对SBA-15分子筛和WO3/SBA-15催化剂进行了表征；并用两种催化剂对硫含量为500μg/g的模拟汽油进行催化氧化脱硫试验,反应后的油相用1-甲基-2-吡咯烷酮萃取,考察了萃取剂用量和萃取时间、催化剂用量、反应温度和反应时间对脱硫率的影响。表征结果显示,WO3/SBA-15催化剂有规则的二维六方介孔结构,WO3在载体上的分散度高。实验结果表明,以H2WO4和H2C2O4为钨源制备的WO3/SBA-15催化剂的脱硫效果较好,在反应温度320K、反应时间120min、模拟汽油60mL、催化剂用量0.12g、双氧水0.57mL、萃取剂与模拟汽油体积比为0.5、萃取时间5min的条件下,脱硫率可达94.05％。
　　 用WO3/SBA-15等催化剂对硫含量为4632.03μg/g的汽油(未经过脱硫处理)和硫含量为8898.69μg/g的柴油(未经过脱硫处理)进行催化氧化试验。其中一种试验方案是:先用NaY分别吸附汽油和柴油3小时后,再用W03/SBA-15等催化剂分别催化氧化汽油和柴油进行脱硫,并考察了时间,催化剂用量、反应时间和萃取条件等因素对脱硫效果的影响,结果表明,用WO3/SBA-15催化剂对汽油和柴油进行催化氧化脱硫效果较好,在反应温度为323K、反应时间90min、汽油(柴油)10mL、催化剂用量0.1 g、双氧水0.3mL条件下催化氧化汽油和柴油,反应后用N,N-二甲基酰胺萃取氧化产物一次,可以把汽油的硫含量降至465.05μg/g和柴油的硫含量降至1881.90μg/g。另一种试验方案是:用WO3/SBA-15催化剂直接催化氧化汽油脱硫。结果表明,在反应温度为333K、反应时间90min、汽油10 mL、催化剂用量0.2g、双氧水1.2mL、萃取二次条件下,催化氧化反应后可以把汽油中的硫含量从4632.03μg/g降至385.91μg/g。