有机-无机型杂多酸相转移催化氧化脱硫性能研究

摘要

合成了四种有机-无机型杂多酸催化剂,包括[π-C5H5NC16H33]3[PW4O16],[π-C5H5NC16H33]3 [PMo4O16],[π-C5H5NC 12H25]3 [PW4O16]和[πt-C5H5NC12H25]3[PMo4O16].以有机硫的正辛烷溶液为模拟油品,H2O2为氧化剂,乙腈为萃取剂,在两相体系中,考察了上述四种催化剂对模拟油品中二苯并噻吩(DBT)氧化脱硫的催化活性.结果表明,[π-C5H5NC16H33]3 [PW4O16]具有最佳的催化活性.采用[π-C5H5NC16H33]3[PW4O16]进行后续研究发现,反应完毕,[π-C5H5NC16H33]3 [PW4O16]以沉淀的形式析出,可以重复利用且脱硫效果很好.研究表明,上述有机-无机型杂多酸属于相转移催化剂,氧化脱硫反应体系属于反应控制相转移催化体系.在相同实验条件下,由于电子云密度和空间位阻效应共同的作用,DBT、噻吩(TH)、苯并噻吩(BT)和4,6-二.甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)脱硫由易到难的顺序为DBT＞4,6-DMDBT＞BT＞TH,并分别通过GC-MS分析确定它们的氧化产物.将[π-C5H5NC 16H33]3 [PW4O16]进一步应用于柴油氧化脱硫,其中硫含量由355 mg/kg (mg/kg等同于ppmw)降至26mg/kg,去除率达92.7％.利用上述四种有机-无机型杂多酸作催化剂,研究DBT氧化反应过程动力学,确定DBT的表观反应级数均为一级,表观活化能为47.9～55.4kJ/mol.