金属离子接枝的介孔材料深度吸附脱除航空煤油中硫化物的研究

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:allyev
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运输燃料油(汽油、柴油和航空煤油)燃烧产生的SOx(硫氧化物)会污染环境,因此有必要除去燃料油中的硫化物。此外,作为舰载燃料电池氢源的航空煤油,其硫化物的浓度若高于1.0 ppmw,会使后续的重整制氢催化剂和燃料电池电极中毒。选择性吸附脱硫,可在常温、常压下深度脱除燃料油中的芳香性硫化物。  本文以孔径不同的介孔材料MCM-41,SBA-15,大孔SBA-15(SBA-15-L)为载体,采用离子交换法将Ag+,Ni2+和Ce3+等金属离子接枝到铝化的介孔材料上,制备了一系列的吸附剂。利用XRD,N2吸附对吸附剂进行了表征,采用ICP-AES和SEM-EDS测定了吸附剂的组成。采用固定床流动法考察了吸附剂对航空煤油的吸附脱硫性能,并利用TG对饱和了硫化物的吸附剂进行了再生研究。  结果表明,经过离子交换后,所制备的吸附剂仍具有介孔材料特性。交换到介孔材料载体上Ag离子的量,分别是Ni和Ce的13和65倍,即Ag离子的交换能力高于Ni和Ce离子。  将不同金属离子接枝到相同载体上所得吸附剂 Ag/Al-SBA-15,Ni/Al-SBA-15和Ce/Al-SBA-15,用于吸附脱除模拟航空煤油(硫含量为150 ppmw)中的硫化物,可分别得到9.0,5.0和3.0 ml硫含量小于1.0 ppmw的清洁航空煤油。归一化计算表明,金属离子的吸附能力为:Ce>Ni>Ag。而吸附剂Ag/Al-SBA-15具有较强的吸附脱硫性能的原因,主要是吸附剂中含有相对多的金属Ag离子。  将相同金属离子接枝到不同孔径的介孔材料上所得吸附剂 Ag/Al-MCM-41,Ag/Al-SBA-15和Ag/Al-SBA-15-L,用于吸附脱除模拟航空煤油中的硫化物,可分别得到8.0,9.0和17.0 ml的清洁航空煤油。所研究的吸附剂,吸附脱硫性能主要取决于介孔材料载体的孔径大小。载体的孔径越大,Ag离子的利用率越高,吸附剂的吸附脱硫性能越强。比表面积的大小对吸附剂吸附脱硫性能的影响不大。  再生研究表明,在空气中于350℃保持5 h,可完全除去Ag/Al-SBA-15-L吸附剂上吸附的硫化物。再生后的吸附剂仍具有介孔材料特性,且金属离子的含量基本不变。再生后的吸附剂,脱硫性能可100%恢复。
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