活性炭基催化剂制备与柴油吸附脱硫性能研究

摘要

柴油中的含硫化合物燃烧后生成的硫氧化物(SOx)是大气中主要的污染物之一，不仅会形成酸雨，破坏生态平衡，而且易使处理机动车尾气的催化剂中毒，降低其催化活性，进而加重城市环境的污染。因此，柴油脱硫成为近年来研究的重点，柴油脱硫技术也越来越受到各国炼油者的关注，其中吸附脱硫技术已成为生产清洁柴油的关键技术。本文尝试以改性活性炭为载体，采用等体积浸渍法制备负载型脱硫催化剂，重点对活性炭的改性，催化剂的制备及吸附脱硫的效果进行研究，通过BET、SEM、TEM、XRD、气相色谱法等表征方法对催化剂进行表征及评价。
　　首先，采用酸碱除灰分法对活性炭载体进行预处理，然后用不同的氧化剂对活性炭载体进行氧化处理，再通过等体积浸渍法制备负载不同活性组分的脱硫催化剂，结果发现活性炭的比表面积、表面孔结构和表面含氧基团都随不同的改性方法产生不同程度的变化。以静态吸附脱硫反应作为探针反应考察了催化剂的脱硫效果，发现经10％的HCl除灰分，65％～68％的硝酸氧化改性6 h后制得的催化剂具有最好的吸附性能，经吸附实验后柴油中的硫含量明显降低。
　　其次对负载不同活性组分的活性炭催化剂进行考察，在负载Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、Co(NO3)2、Ni(NO3)2等活性炭催化剂中，吸附脱硫效果最好的是负载Ni(NO3)2的催化剂，在引入贵金属组分Pd后，发现负载Pd-Ni型复合活性组分的催化剂的脱硫率最高，两种活性组分的质量比为1:2时，脱硫率高达93.26％。
　　最后考察了活性炭催化剂再生后的吸附脱硫效果，分别采用热再生、有机溶剂再生等方法对吸附脱硫后的催化剂进行再生，得出经有机溶剂再生后的催化剂脱硫效果最好，脱硫率仍可达90％以上。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 柴油中的含硫化合物及其危害

1.1.1 含硫化合物的种类

1.1.2 含硫化合物的危害

1.2 柴油脱硫的发展现状

1.2.1 柴油脱硫技术

1.2.2 催化剂载体

1.2.3 吸附脱硫机理

1.2.4 活性炭再生方法

1.3 课题研究的意义和内容

第二章 实验部分

2.1 实验内容

2.1.1 实验原料

2.1.2 实验仪器

2.2 实验步骤

2.3 实验方法

2.3.1 催化剂制备方法

2.3.2 模型油配制方法

2.3.3 吸附脱硫方法

2.3.4 催化剂评价方法

2.4 本章小结

第三章 柴油吸附脱硫过程中活性炭载体的改性研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 活性炭性质

3.2.2 除灰分处理

3.2.3 氧化处理

3.2.4 负载活性组分

3.2.5 焙烧处理

3.3 其它改性方法

3.4 本章小结

第四章 负载单组份活性炭基催化剂脱硫性能的研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 催化剂的制备

4.2.2 静态吸附脱硫

4.2.3 催化剂活性评价方法

4.3 结果与讨论

4.3.1 负载金属硝酸盐

4.3.2 负载金属氯化物

4.3.3 负载量不同的影响

4.3.4 浸渍时间不同的影响

4.3.5 油剂比不同的影响

4.3.6 吸附时间不同的影响

4.3.7 吸附温度不同的影响

4.3.8 催化剂再生处理

4.4 本章小结

第五章 负载双组份活性炭基催化剂脱硫性能的研究

5.1 引言

5.2 实验部分

5.2.1 催化剂的制备

5.2.2 静态吸附脱硫

5.2.3 催化剂活性评价方法

5.3 结果与讨论

5.3.1 负载双活性组分

5.3.2 复合比例不同的影响

5.3.3 浸渍时间不同的影响

5.3.4 焙烧温度不同的影响

5.3.5 吸附条件不同的影响

5.3.6 催化剂再生处理

5.4 本章小结

第六章 结论

本文创新点

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文