多级孔核@壳光催化氧化脱硫催化剂的研究(4)

1.4硫化物的污染 主要是二氧化硫和三氧化硫以及含硫的氧化物的污染。二氧化硫主要来自化石矿物能源燃烧、硫矿石冶炼、生产磷肥等。据统计现住SO2的


1.4 硫化物的污染

 主要是二氧化硫和三氧化硫以及含硫的氧化物的污染。二氧化硫主要来自化石矿物能源燃烧、硫矿石冶炼、生产磷肥等。据统计现住SO2的人为排放量每年约2.4亿吨,化石燃料燃烧排出的SO2占70%以上。自然界中生产SO2气体很少主要是硫化氢在大气中不稳定形成的[17]。在生产生活中SO3和SO2常常都是一同排放,SO3数量仅为SO2的十分之一。SO3能够迅速与水结合形成硫酸[18]。SO2的排放源几乎集中排放在北半球的城市区和工业园区,导致北半球的大部分城市工业园区大气污染。SO2在大气中不能稳定的存留一部分SO2被降雨冲洗和地面生物吸收,很大一部分都被转化为硫酸烟雾和硫酸盐[19]。硫酸盐在大气中可以稳定存在一个星期左右,可以移动1000公里以外,可以对离污染源较远的地方造成污染。这样对硫化物污染造成的面积,污染范围有个很大的影响。SO2能够反应为硫酸盐类气溶胶使太阳光散射,能够降低我们视野能见度,硫酸烟雾能够腐蚀金属器材,建筑材料并且硫酸烟雾能够形成有腐蚀性的酸雨[21]。

2 实验部分

2.1 材料和化学品

噻吩,BT和DBT购自Sigma-Aldrich。 其他购自国药集团化学试剂有限公司。将硫醇,烷基硫醚和噻吩化合物(噻吩,苯并噻吩和二苯并噻吩)溶于正辛烷(50mL),苯(20mL)和丁基乙烯(30mL)的混合物中,得到模型油(硫含量1500μg/g)。

2.1.1 催化剂的制备

通过以下方法合成CuW /TiO2-GO的样品。

将四氯化钛(4g),硝酸铜(2.2g),仲钨酸铵(3.8g)和盐酸(50mL)引入100mL烧瓶中以获得溶液。 在超声波(40kHz; 100W)下将该溶液加热至313-318K达3.5小时。 使用氨水将混合物的pH调节至7。将氧化石墨烯(9g)用四氯化钛,硝酸铜和仲钨酸铵在313 K下焙烧2 h,在403 K下干燥5 h,然后在673 K下焙烧3 h,得到CuW / TiO2-GO。

通过X射线衍射(D / Max 2500X;在40kV和100mA下工作,CuKα源)(XRD)和X射线光电子能谱(PHI-5000C ESCA;AlKα源)(XPS)表征催化剂的结晶度。通过扫描电子显微镜(SEM)观察形态和尺寸。用氮吸附-脱附测试孔尺寸和体积分布。总表面积由Brunauer-Emmett-Teller(BET)方法测量。微孔体积由非局域密度泛函理论(NLDFT)确定。 在Barrett-Joyner-Halenda(BJH)方法中,从等温线的吸附分支计算中孔尺寸分布和中孔体积。

2.1.2 多级孔二氧化硅制备具体方法

  方法一[22](模板法):通过控制阴离子嵌段共聚物 PS100-b-PAA16 之间的静电相互作用引起的界面自组装行为与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和原硅酸四乙酯(TEOS),成功开发了一系列具有可调形态和孔结构/尺寸的分层多孔二氧化硅纳米球,特别是在大孔骨架中首次制备了“嵌入”结构的双介孔二氧化硅纳米球(E-DMSNs),其中包含大孔径介质(>10nm) 和大量小介孔(2-3nm):

1,将 50mg的PS100-b-PAA16溶解于10mL的四氢呋喃(THF);

2,将上述溶液倒入含有 40mL H2O,200mgCTAB和0.5mL氨的混合溶液中;

3,将上述溶液用80mL含有0.3gTEOS的乙醇稀释,在室温下反应18小时后,收集样品;

4,离心(9000rpm,1min)并用超纯水和乙醇冲洗数次;

5,将产物烘干并在550℃下进一步煅烧6h以除去表面活性剂(CTAB和PS-b-PAA).

方法二[23](双模板法):研究以碳球为模板,在包覆硅层过程中加入制孔剂,后经煅烧去除模板和制孔剂制备得到SiO2空心球。尝试添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为制孔剂,通过调控制孔剂的用量来制备SiO2空心球均生成了一定大小的孔径,且拥有较大的比表面积:

1,配制 2mol/L 的 DG溶液 500ml,取 50ml于热釜中,保持在 180℃下24h,冷却至室温。经过数次醇洗水洗后,置于80℃烘箱干燥12h;