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降低汽、柴油等燃料油中硫含量,减少硫排放对于环境保护具有十分重要的意义。目前广泛使用的加氢脱硫方法对于除去燃料油中的噻吩类硫及其衍生物等存在一定的局限性,吸附脱硫法由于其诸多优势引起了人们的关注,其中高效吸附剂的研究是技术突破的关键。 本文采用了静态吸附法和固定床动态吸附法,在筛选系列沸石分子筛的吸附脱硫性能基础上,进一步设计了多级孔聚合物,并在其网络骨架上负载了系列金属,研究负载金属前后多孔聚合物吸附剂的脱硫性能和机理。此外,我们又将吸附法应用到木焦油和木焦油废水中的氯离子的脱除。主要内容包括: (1)比较分析了商品化沸石3A、4A、13X、ZSM-5、Y型和MCM-41等沸石的静态吸附脱硫的性能,结果表明系列沸石的脱硫性能为:ReUSY~ USY> HY~NaY>13X>MCM-41>ZSM-5>3A~4A,其中ReUSY的吸附量可达29.5 mgS/g。采用固定床研究了HY型沸石的动态吸附脱硫性能,优化了固定床吸附的操作条件,同时对NaY沸石改性成型,使得脱硫穿透时间明显延长,增加了硫吸附容量。比较了溶剂萃取再生和煅烧再生的差异,得出煅烧对Y型沸石再生效果更好。但是由于存在竞争吸附等原因,商品化沸石对燃料油中低含量硫的吸附效果并不理想。 (2)采用廉价的甲苯为原料,通过简单的一步Friedel-Crafts反应合成了聚合物PMB(poly-methylbenzene)。该聚合物具有微孔/介孔多级孔结构,比表面积大,为803.6m2g-1,介孔孔容为0.38 cm3g-1,可作为优良的载体。负载上PdCl2、Ag+、Fe3+、Ni2+、Zn2+、Cu2+和Mg2+等一系列金属后,M/PMB复合材料具有优异的吸附脱硫性能,其中PdCl2/PMB-40对二苯并噻吩(DBT)的吸附效果最好,饱和吸附量可达25.97 mgS/g,其吸附过程符合二级反应动力学特征。通过红外光谱剖析了吸附脱硫机理,表明DBT通过与PdCl2/PMB形成了S-M键和π配位作用强化了吸附作用,同时PMB的高比表面和PdCl2的高度分散性确保了PdCl2/PMB-40吸附剂的高脱硫效果。 (3)采用氯离子电位法、电位滴定法、离子色谱定量分析法,考察了系列不同镁铝比水滑石对氯离子的吸附性能,结果表明水滑石对NaCl标准水溶液中Cl离子具有显著的吸附作用,但是对木焦油废水中的Cl离子吸附效果不明显,分析原因在于水滑石的孔道结构可对木焦油有机物优先吸附。