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炭基材料改性及其脱硫工艺研究

作　者: 贺寅雪
导　师: 孙波
学　校: 东北师范大学
专　业: 分析化学
关键词: 模拟油脱硫活性炭改性
分类号: O613.71
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

活性炭具有大的表面积、良好的孔结构、丰富的表面基团和高效的原位脱硫能力，同时又可负载其它活性成分，所以可作载体制得高分散的吸附和催化材料，而且价格低廉，资源丰富。对活性炭表面的化学性能进行改变，并将其应用于脱硫领域，是具有现实意义的。本文通过酸改性活性炭、氧化剂改性活性炭、金属盐改性活性炭、磷钨酸改性活性炭的方法去除柴油模拟油中的有机硫化物。其中酸改性活性炭，90℃时用16mol·L^-1浓硝酸对活性炭表面进行处理后，其脱硫效果最好。活性炭经高锰酸钾溶液改性处理后，其吸附脱硫性能要好于用蒸馏水处理的。随着改性液高锰酸钾溶液的百分含量的增加，活性炭的吸附量也逐渐增加。用5%高锰酸钾溶液改性三种活性炭的吸附量分别为0.1755mol·L^-1、0.1677mol·L^-1和0.1440mol·L^-1。金属改性的活性炭与杂多酸改性的活性炭为催化剂，使用过氧化氢催化氧化脱除柴油模拟油中的硫化物,V₂O₅/TiO₂/AC催化氧化脱硫萃取最佳工艺条件为：反应温度为60℃，过氧化氢用量为柴油体积的0.08倍，过氧化氢与甲酸体积比为1:2，V₂O₅/TiO₂/AC催化剂用量为柴油质量的0.05倍，反应时间为1.0h。H₂O₂为氧化剂，活性炭负载型杂多酸催化剂的最佳工艺条件为：反应时间为1.5h，最佳温度为60℃，最佳过氧化氢用量为柴油体积的0.03，催化剂的用量为原料质量的3.0%，最佳剂油比（萃取剂DMF和柴油的比）为0.5。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
引言  8-9
第一章文献综述  9-15
  1.1 研究背景与问题  9
  1.2 加氢脱硫  9-10
  1.3 柴油氧化脱硫技术  10-11
    1.3.1 过氧化氢氧化脱硫技术  10
    1.3.2 生物氧化脱硫技术  10
    1.3.3 空气催化氧化脱硫技术  10
    1.3.4 超声波氧化脱硫  10-11
    1.3.5 分子氧直接氧化脱硫  11
    1.3.6 光化学氧化脱硫技术  11
  1.4 吸附脱硫  11-12
    1.4.1 吸附脱硫原理  11
    1.4.2 吸附脱硫的优点  11
    1.4.3 吸附脱硫的吸附方式  11-12
  1.5 活性炭  12-13
    1.5.1 用途  12
    1.5.2 性能及优势  12-13
  1.6 研究目的和内容  13
  1.7 本章小结  13-15
第二章实验部分  15-26
  2.1 活性炭的表面改性  15-24
    2.1.1 酸改性活性炭  15-17
    2.1.2 金属氧化物改性活性炭  17-20
    2.1.3 高锰酸钾改性活性炭的制备  20-24
  2.2 活性炭担载磷钨酸  24-26
    2.2.1 磷钨酸的制备  24
    2.2.2 活性炭负载磷钨酸的制备  24-25
    2.2.3 氧化脱硫试验  25
    2.2.4 燃灯法测硫含量  25-26
第三章改性活性炭吸附脱硫的数据处理与分析  26-67
  3.1 活性炭表面改性的数据处理与分析  26-62
    3.1.1 酸改性活性炭数据处理与分析  26-31
    3.1.2 氧化物改性活性炭数据处理与分析  31-39
    3.1.3 高锰酸钾氧化改性活性炭数据处理与分析  39-62
  3.2 活性炭担载磷钨酸处理与分析  62-67
    3.2.1 磷钨酸的扫描电镜表征  62
    3.2.2 磷钨酸的红外光谱表征  62-63
    3.2.3 催化剂用量对脱硫效果的影响  63-64
    3.2.4 反应时间对脱硫效果的影响  64
    3.2.5 过氧化氢用量对脱硫效果的影响  64-65
    3.2.6 剂油比对脱硫率的影响  65-66
    3.2.7 反应温度对脱硫率的影响  66-67
第四章结论  67-69
  4.1 活性炭表面的改性  67-68
    4.1.1 酸改性活性炭  67
    4.1.2 氧化物改性活性炭  67
    4.1.3 高锰酸钾氧化改性活性炭  67-68
  4.2 活性炭担载磷钨酸  68-69
参考文献  69-71
致谢  71

炭基材料改性及其脱硫工艺研究

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