1課題研究背景2實驗部分3結(jié)果與討論2.1π絡(luò)合吸附原理2.2實驗藥品2.3實驗操作3.2SEM和TEM分析3.3廣角XRD圖譜分析3.4孔道特性分析目

錄4結(jié)論3.5紅外光譜圖分析3.7脫硫效果檢測3.6磁性檢測3.1相關(guān)計算環(huán)保汽油的硫污染硫化氫硫醇硫醚二硫化物噻吩有機(jī)硫加氫脫硫物理吸附脫硫反應(yīng)吸附脫硫選擇性吸附脫硫（π絡(luò)合吸附）一

課題研究背景氧化脫硫吸附脫硫脫硫吸附脫硫優(yōu)點操作條件溫和脫硫效果好成本低π—絡(luò)合吸附法稀土化合物CeO2以Fe3O4顆粒為核心包覆多孔SiO2外殼在其孔道內(nèi)引入CeO2利用Fe3O4磁性回收

當(dāng)過渡金屬原子帶有電負(fù)性較大的配體時,由于電子云偏向電負(fù)性較大的配體,使得金屬帶部分正電荷,導(dǎo)致金屬最外層s軌道變空,因此具有接受電子的能力。當(dāng)這樣的金屬與具有π電子的吸附質(zhì)分子接觸時,易于接受吸附質(zhì)所提供的π電子,形成σ鍵。與此同時,金屬將外層過多的d電子反饋到吸附質(zhì)空的高能反鍵π*軌道上,形成反饋π鍵。π-σ鍵的協(xié)同作用使金屬同吸附質(zhì)分子間的鍵合作用增強(qiáng),發(fā)生π絡(luò)合吸附作用。2.1π絡(luò)合吸附原理二實驗部分ABCDEFGHI2.2

實驗藥品六水和硝酸亞鈰無水三氯化鐵無水乙酸鈉無水檸檬酸鈉無水乙醇乙二醇十六烷基三甲基

溴化銨(CTAB)正硅酸四乙酯氨水2.3

實驗操作2.3.1Fe3O4的制備與保存80ml乙二醇2.600g無水三氯化鐵磁力攪拌4.0g無水醋酸鈉1.0g無水檸檬酸納0.5~1h磁力攪拌0.5h無固體顆粒溶液放入塑料反應(yīng)釜放入烘箱2000C10hFe3O4玻璃棒攪勻吸取6.5ml塑料錐形試管樣液1

包裹CTAB模版劑和正硅酸四乙酯樣液1水、無水乙醇輪流洗三次60ml無水乙醇80ml水超聲波震蕩沒有泡沫加入1ml氨水30℃以下超聲波震蕩120分鐘0.300gCTAB超聲波震蕩15分鐘用移液槍滴加0.3ml正硅酸四乙酯樣液22.3

實驗操作

制備具有良好磁性的多孔載體水和無水乙醇75ml輪流洗三次加入10ml乙醇烘箱內(nèi)60℃烘干乙醇放入管式爐焙燒120分鐘350℃、高壓空氣棕褐色粉末狀固體Fe3O4@SiO2顆粒

樣液2

使用浸漬法講硝酸亞鈰分散在孔道內(nèi)Fe3O4@SiO2粉末六水合硝酸亞鈰微量去離子水超聲波震蕩3分鐘甲基硅油

80℃蒸干機(jī)械攪拌繼續(xù)加熱15分鐘完全干燥中間產(chǎn)品2.3

實驗操作

吸附劑的激活和分布中間產(chǎn)品放入管式爐500℃下焙燒300min高壓空氣2℃/minX-CeO2-Fe3O4@SiO2粉末2.3

實驗操作

模型油的制備5ml噻吩45ml異辛烷50ml的容量瓶稀釋100倍噻吩濃度為550ppm的模型油(含硫濃度0.0557ppm)X-CeO2-Fe3O4@SiO2粉末10ml模型油1h混合每10分鐘震蕩上清液離心色譜分析1模型油色譜分析2對比5分鐘2.4

實驗結(jié)果的檢測三結(jié)果與討論3.1相關(guān)計算3.1.1制備Fe3O4過程中涉及的計算

總共制備的Fe3O4質(zhì)量為：m(Fe3O4)=1/3×2.6/162×231=1.2358g共制備806.5÷6.5=12.3取整為12試管每試管含有Fe3O4質(zhì)量為：1.2358÷12=0.1004g3.1.2合成含噻吩模型油中涉及的計算

已知噻吩的摩爾質(zhì)量84.14g/mol,密度為ρ1=1.065g/ml；

異辛烷的密度為ρ2=0.691g/ml硫元素的濃度為：

W=(5×1.065×32/64)/(5×1.065+45×0.691)=0.0557ppm3.1.3使用浸漬法將CeO2分散入介孔通道過程中涉及的計算

n[CeO2]=n[Ce(NO3)3·6H2O]

X-CeO2-Fe3O4@SiO2.X為CeO2與SiO2的摩爾比，即X=（n(CeO2)）/(n(SiO2))×100%六水合硝酸亞鈰的質(zhì)量計算：正硅酸四乙酯摩爾質(zhì)量為M1=208.33g/mol密度為ρ=0.934g/ml六水合硝酸亞鈰的摩爾質(zhì)量為M2=434.22g/mol每份實驗組加入0.3ml正硅酸四乙酯（縮寫為TEOS），則有：n(SiO2)=n(TEOS)=0.3×0.934/208.33=0.001344(mol)n[Ce(NO3)3·6H2O]=Xn(SiO2)=0.001344Xm[Ce(NO3)3·6H2O]=434.22×0.001344X=0.5840XX取值為：10.0、5.0、2.5、2.0、1.5，對應(yīng)各組六水合硝酸亞鈰的稱取量為0.0588g、0.0312g、0.0156g、0.0116g。3.1相關(guān)計算3.2SEM和TEM分析圖1（a）（b）分別為Fe3O4顆粒和Fe3O4@SiO2顆粒的掃描電子顯微鏡（SEM）圖片。圖1（c）

顆粒的掃描電子顯微鏡（SEM）圖片。圖1（c）（d）均為Fe3O4的透射電子顯微鏡圖（TEM）。3.3對廣角XRD圖譜分析圖2由下至上分別是Fe3O4顆粒、Fe3O4@SiO2顆粒和Ce-Fe3O4@SiO2顆粒廣角XRD圖譜3.4孔道特性分析圖3(a)為N2等溫吸附脫附曲線圖3(b)為Fe3O4@SiO2孔道大小分布曲線表1孔道特征數(shù)據(jù)樣品名稱SBET(m2g-1)比表面積Vp(cm3g-1)總孔容Dp(nm)孔道直徑Fe3O4@SiO26940.422.33.4孔道特性分析3.5對紅外光譜圖進(jìn)行分析

圖4自上至下分別為CTAB模版劑、Fe3O4@SiO2顆粒、尚未燒去模版劑的Fe3O4@CTAB/SiO2顆粒和Fe3O4的紅外線光譜。圖43.6磁性檢測圖5

圖5(a)(b)(c)是CeO2-Fe3O4@mSiO2在去離子水中分散。

圖5(d)(e)(f)是在模型油中分散。

圖5(b)(e)是在小瓶右側(cè)放置一塊磁鐵。3.7脫硫效果檢測

2.0CeO2-Fe3O4@SiO2的吸附效果最優(yōu)，即CeO2與SiO2的摩爾比為0.02時最好。表2CeO2加入量對吸附結(jié)果的影響實驗組編號X值吸附前噻吩值吸附后噻吩值吸附前后差值吸附劑的硫吸附量110.0550.4759545.24385.23210.01302525.0556.6072539.497017.10570.04408932.5552.7560517.437635.31840.06201842.0558.2587516.209342.04940.08910751.5542.9214518.3