多级孔核@壳光催化氧化脱硫催化剂的研究(3)

1.2.3萃取脱硫技术 根据有机硫化物和碳氢化合物在不同的溶剂中的溶解度不相同,我们制造了萃取脱硫剂来萃取脱硫,由于有机硫化物的极性比碳氢化合物


1.2.3 萃取脱硫技术

根据有机硫化物和碳氢化合物在不同的溶剂中的溶解度不相同,我们制造了萃取脱硫剂来萃取脱硫,由于有机硫化物的极性比碳氢化合物极性大,大量有机硫化会溶于在萃取剂里面,静止一会后分液,把萃取剂相流出,从而达到了脱硫的效果。在通过蒸馏的方法将萃取剂中的有机硫化物蒸出,回收利用萃取剂[6]。乙醇、丙酮、聚乙烯乙二醇和某些含氮化合物等溶剂可以脱除62%~94%左右的硫。萃取脱硫技术操作条件相对温和,投资和运行费用比较低,简易的控制方法,操作简练,易于工业化。缺点是萃取过程中原油有所损失,萃取率比较低不能很好的达到低耗优产的要求。

1.2.4 生物脱硫技术

生物脱硫技术(BDS)是以细菌体为母体,分离出生物降解酶作为脱硫催化剂,通过化学反应使柴油中存在的硫化物S-S键在酶的催化下断裂,达到有效的脱硫的目的。一部分学者的观点是,细菌将油相中的有机硫化物转化吸收到体内,在生物降解酶的催化下发生氧化还原反应,降解成为机砜类物质或者硫化氢,然后有机砜类物质继续分解为亚硫酸盐和HPB,以此来达到脱除硫化物的目的[7]。

1.2.5 氧化脱硫技术

柴油中的有机硫化物被催化氧化剂转化成对应的砜或亚砜类物质的过程。因为极性的差异砜和亚砜类物质可以通过萃取等工艺被去除[8]。催化氧化脱硫脱硫率较高生产过程要求简单不需要特定的压力温度,对DBT等有机硫化物有明显效果,具有工业应用可能的一种深度脱硫的技术[9] 。

1.2.6 核孔材料介绍

核壳是纳米材质通过形成化学键产生化学力将其他纳米材质包裹起来形成有规律的纳米级别的组装的材料。包裹技术通过对核内部微粒表面性质进行剪切,改变了官能团和核电电性提高了材料的稳定性[10]。通过等离子体共振技术增强核壳微粒的发光效应,来达到核孔材料荧光标记的要求。

1.2.7 核孔材料的结构

核壳有独特的结构特性,内外两种材料的性质可以相互结合,优点可以相互发挥,缺点可以互补,因为这个特性,再近些年的研究中获得了很多提高。广泛应用于光催化,电池,储存和气体分离[11]。

图 1.2.7核孔材料结构示意图

1.3 核孔材料的制备方法

1.3.1 连续还原法

先将金属盐还原形成“晶种”M1,在进行晶种生长,使用另外一种金属M2的原子包围在M1的金属晶种表面层,上面这种方法就形成M1-M2核壳结构。经过两次还原称为“连续还原法”,,属于先构成内核在向外面包裹[12]。近几年来利用连续还原法合成双金属纳米核孔材料。

1.3.2 共还原法

溶液体系中两种金属盐共存,还原过程中首先沉积成核是电势高的金属物种,低电势的金属在后面还原,在核外聚集成核壳结构[13]。在特定的环境下特定的材料下才能使用共还原法合成核壳纳米合金,共还原法相比于连续还原法并不是很广泛。

1.3.3 其他辅助手段

还有微乳液合成法、溶剂化金属原子分散法等。相比于各种方法来说,液相化学还原过程是一个复杂的反应过程,涉及众多因素比如温度、溶剂浓度、还原剂、酸碱度、杂质离子等,很多单一的因素都能造成很大的影响。金属属性是影响双金属纳米粒子形成的重要因素[14]。在制定合成方案时,要想获得预想的结果实验前就要准备面对各种因素影响。

1.3.4 核孔材料的催化应用

核孔纳米材料比单元金属纳米粒子更好地物理性能。一部分的纳米材料对卤代烃的吸附能力很强,过渡金属氧化物包裹在外层可将吸附能力提高10倍左右。在过渡金属的协同作用下核壳粒子的催化性提高了很多。考察了催化剂用量,催化剂用量,双氧水用量,反应温度,离子液体用量,不同硫酸盐用量对脱硫效率的影响。用阿列纽斯方程估算表观活化能。对催化剂的循环利用能力进行了调查,最后对其反应机理进行了讨论。核壳结构的纳米材料还被应用于光催化领域[15]。研究表明,在紫外光的激发下,金属纳米颗粒表层分散着TiO2纳米结构,在强度适当紫外光的照射下,供给能量来提高电子跃迁率。贵金属的腐蚀情况的经济效益和溶解金属情况是限制了光催化发展主要因素[16]。