论文总字数：10336字

摘 要

：本论文建立了活性BN材料的制备方法，该热解方法合成的BN材料具有较高的吸附能力。通过调节煅烧的时间，可以改变其结晶度，从而提高其吸附脱硫活性，并对其运用 FT-IR、Raman、XRD、TEM等手段进行了表征。同时，探究了不同的BN材料、不同的初始硫含量及不同的反应温度对吸附脱硫效果的影响。实验结果表明，结晶度影响BN材料的结构从而影响DBT的脱除率，初始硫含量对吸附容量具有较大的影响，同时得出该实验的吸附反应为放热反应。

关键词：燃油，氮化硼，吸附脱硫

Abstract：In this paper, the preparation method of active BN material is established. The BN material synthesized by this pyrolysis method has high adsorption capacity. By adjusting the calcining time, the crystallinity can be changed and its adsorption desulfurization activity is improved, and its use of FT-IR, Raman, XRD, TEM and other means to characterize it. Meanwhile, according to different BN materials, different initial sulfur content and different reaction temperature, we explored the influence of these three aspects on the adsorption desulfurization effect. The experimental results show that the crystallinity affects the structure of BN materials and thus affects the removal rate of DBT. The initial sulfur content has a great influence on the adsorption capacity, and the adsorption reaction of the experiment is exothermic reaction.

Keywords：fuel, BN, adsorption desulfurization

目 录

1 前言 3

1.1 燃油脱硫的必要性 3

1.2 燃油中的含硫化合物 3

1.3 吸附脱硫技术 4

1.4 本课题研究的内容和意义 6

2 活性BN材料的合成及表征 7

2.1 实验试剂 7

2.2 实验仪器及设备 7

2.3 活性BN材料的合成 8

2.4 BN材料表征 8

3 吸附脱硫活性考察 11

3.1 不同BN材料对脱硫效果的影响 11

3.2 初始硫含量对脱硫效果的影响 11

3.3反应温度对脱硫效果的影响 12

结论 13

参考文献 14

致 谢 16

1 前言

1.1 燃油脱硫的必要性

现如今经济、科技飞速发展，化石燃料的需求量也日益增加。现在世界上耗费的能源仍是以化石燃料为主，但化石燃料燃烧后会释放大量有毒物质排放到环境中^[1]。因此，环境问题变得日益突出，并且影响着人们的生活。而随着人们对于环保问题的重视以及对于人类发展前景的担忧，如何有效去除燃料中的有毒有害物质成为现在人们关心和研究的热点问题。

化石燃料，如汽油、柴油、煤等中的污染物主要是含氮类的化合物（NCCs）和含硫类的化合物（SCCs）。通过一定的转化，这些含硫、含氮的污染物会造成严重的环境影响，比如空气污染、水体污染、酸雨等。可见，含硫化合物的排放对于自然环境以及人类文明有着很不利的影响。将燃油中的有毒物质，尤其是含硫化合物除去，就显得很重要。所以各国也制定了越来越严格的标准来限制硫化物的排放^[2]，减少燃油中的硫化物也成为一个热点问题。由此可见，燃油的脱硫有着很重要的现实作用与意义。

1.2 燃油中的含硫化合物

表1 燃油中常见的含硫化合物

硫化物名称	结构式
硫醇	R-SH
二硫化物	R-SS-R"
噻吩
苯并噻吩
二苯并噻吩
萘并噻吩
环硫醚
烷基-环烷基硫醚

燃油中含硫化合物的主要以是单质硫、硫化氢、二硫化物、硫醇类化合物、硫醚类化合物、噻吩类及其衍生物^[3]等形式存在，常见的如硫化氢、二苯并噻吩、萘并噻吩及噻吩类衍生物等。噻吩类的硫化物中的硫较难脱去，所以研究噻吩类硫化物的脱硫则具有一定的研究意义。

1.3 吸附脱硫技术

现在，已有较多的方法用于脱除燃油中的含硫化合物 ^[4]，其主要是非加氢脱硫、加氢脱硫这两类。其中，非加氢脱硫技术主要有吸附脱硫（ADS）、氧化脱硫(ODS)、萃取脱硫（EDS）和生物脱硫^[5]（BDS）等。

根据固体吸附剂对于含硫化合物的选择性吸附，从而使燃油中的含硫化合物被脱除的脱硫技术^[6]即为吸附脱硫。而根据表面的吸附活性中心与含硫化合物能够形成比较弱的化学作用 ^[7]即为选择性吸附脱硫^[8]（SARS）。选择性吸附脱硫（SARS）具有温和的反应条件，同时反应不需要加氢等特点，所以在应用前景上很具有价值。

用于选择性吸附脱硫的吸附剂类型多种多样，比如离子液体、金属有机框架、活性炭、离子交换分子筛等等。分子筛有着孔道结构稳定、比表面积高和活性位多等优势，因此能够将其作为吸附剂的载体。分子筛的成本较低，在引入金属离子后能够提高对硫化物的选择性以及吸附的性能^[9]。离子液体^[10]有着特殊的性质，如比较难挥发、在高温下有较好的稳定性，在化学方面的应用较为广泛。离子液体在吸附脱硫的过程中能够保持稳定，并且不容易被腐蚀，多次循环使用后仍能保持较好的性能。金属框架^[11]作为新型的多孔功能材料，由于它的密度比较小、繁多的种类、功能性很强、比表面积高、孔尺寸能被调控、改性较为容易等方面的优点。可以通过修饰的手段来提高金属有机框架的吸附性能，因此它在脱硫上的应用前景比较好。活性炭^[12]的比表面积较大，和吸附质之间有很好的相互作用，因此在改性后的活性炭吸附能力较强，对硫化物的脱除也有较好的作用。

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