硅基有序介孔材料的骨架网络中晶格缺陷少,缺乏质子酸和Lewis酸性中心,故其催化及反应活性不高。又因为其具有规则的大孔道,为较大烃类分子的烷基化、异构化等催化反应提供理想场所。现在通过有机分子修饰、掺杂和固载金属络合物等方法来进行改性,进一步完善其性能。
2。2。2 非硅基介孔材料
除了硅基材料,人们还合成了非硅基材料。非硅基有序介孔材料主要是过渡金属氧化物和以磷酸盐和硫化物等为代表的非氧化物。Demir-Ckakan[6]将二氧化锡纳米颗粒溶胶与呋喃甲醛混合,制备了介孔二氧化锡微球。Qin等[7]通过简单的原味化学气相沉积技术(CVD),用金属锡作为催化剂,自组装氯化钠颗粒作为模板,合成了嵌有介孔锡粒子的三维多孔石墨烯。它可用作锂离子电池的负极,导电性能良好。目前,多孔配位聚合物(PCPs)和金属有机骨架(MOFs)是新兴的多孔材料,他们具有开放式体系和比较好的吸附功能,引起了广泛关注[8]。He等[9]通过MOFs材料热分解及自组装过程开发了一种新兴简单的方法合成介孔氧化铝。Sun等[10]合成了两个系列有序介孔材料SBA-15和碳CMK-3,用于燃油脱硫。然而相对于硅基有序介孔材料,非硅有序介孔材料热稳定性比较差,孔道结构容易坍塌,孔容和比表面积较小,在合成机制上的发展还欠完善。
3 燃油脱硫技术进展
3。1 燃油中硫化物种类及含量
燃油中有机硫化物有:噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩、四氢噻吩、甲基二苯并噻吩、二硫化物、硫醇、硫、硫醚和4,6-二甲基苯并噻吩等。将可与金属发生直接反应的硫化物称为活性硫,通常包括:元素硫、硫化氢、硫醇;反之称为非活性硫,通常包括:硫醚、噻吩、二硫化物等。硫醇主要存在于轻馏分中,具有较强的还原性和HDS反应活性[11]。硫醚是中性也太物质,热稳定性好,不易与金属发生反应。二硫化物则随分子中硫原子数目增加,稳定性下降,化学活性增强。噻吩类属于芳香性的杂环系,以BT和DBT为主,主要存在于直馏柴油和裂解柴油中[12]。由于硫原子上的孤对电子与噻吩环上的π电子之间形成了稳定的共轭体系,反应活性很低[13]。在适当催化剂和氧化剂作用下,噻吩可以被氧化生成亚砜,甚至C-S键断裂生成苯甲酸和硫酸[14]。论文网
因为各地油品不同,故其燃油中所含硫化物的数量和种类也会有不同。柴油中以沸点更高的含多个烷基取代的苯并噻吩、二苯并噻吩、二硫噻吩类硫化物为主,总含量在5000μg/g左右。煤油中则主要是硫醚、硫醇类硫化物。硫醚、硫醇等相对来说比较容易去除。如表1所示,可见噻吩类含硫化合物占燃油总含硫量最多,约占到总含硫量的70%。因此燃油除硫技术的研究集中在噻吩类及苯并噻吩类硫化物的脱除上。
表1 几个主要油厂燃油含硫类型分布
硫化物 硫含量/(μg·g-1)
河北炼油厂 胜利炼油厂 大庆炼油厂 中东
硫醇 36。1 39。4 2。0 119。0
硫醚 9。7 20。0 16。5 56。4
噻吩 677。3 733。8 267。7 1016。0