Brφnsted酸性离子液体在萃取氧化二苯并噻吩中的应用

以具有Bronsted酸性的吡咯烷酮离子液体N-甲基-2-吡咯烷酮氟硼酸盐([Hnmp]BF,)为萃取剂和催化剂,含30%质量分数H2O2的双氧水为氧化剂,二苯并噻吩(DBT)的正辛烷溶液作为模型油,同时进行萃取脱硫和氧化脱硫,考察了n(H2O2)/n(S)、DBT初始浓度和反应温度对脱硫率的影响.结果表明,[Hnmp]BF4-H2O2体系产生的羟基自由基能将DBT氧化成相应的砜而进入离子液体相,从而脱除了模型油中的S;当n(H2O2)/n(S)=3、反应温度为60℃、模型油与离子液体等体积时,在60 min内可以将油相中S质量浓度为1550 μg/ml的DBT完全氧化脱除;DBT初始浓度越高,S的完全脱除就越困难.离子液体重复再生使用7次后,脱硫率明显降低.     

离子液体中季铵型六聚钨酸盐相转移催化氧化脱硫性能

制备了亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)和4种季铵型六聚钨酸盐催化剂,通过FTIR,UV-Vis,TG等方法对它们的结构进行了表征;考察了以H2O2为氧化剂,季铵型六聚钨酸盐催化剂在离子液体[Bmim]BF4中相转移催化氧化模拟油中二苯并噻吩(DBT)的活性。实验结果表明,随H2O2和催化剂用量的增加、反应温度的升高和反应时间的延长,DBT脱除率单调增加;适宜的反应条件为:以季铵型六聚钨酸盐[C18H37(CH3)3N]2W6O19为催化剂,模拟油用量5mL、离子液体[Bmim]BF4用量1 mL、反应温度50℃、反应时间3.0 h、n(催化剂)∶n(DBT)=1∶10、n(H2O2)∶n(DBT)=4;在此条件下,该脱硫体系的DBT脱除率可达99.6%,其脱硫效果好于仅用离子液体萃取脱硫和无离子液体的催化氧化脱硫体系的脱硫效果。     

硝酸铋作为催化剂氧化脱除模拟油中的二苯并噻吩

以硝酸铋为催化剂,1-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([HMIM]BF_4)为萃取剂和助催化剂,H_2O_2为氧化剂氧化脱除模拟油中的二苯并噻吩(DBT)。考察了反应温度、H_2O_2用量、催化剂用量、离子液体用量对脱硫率的影响。结果表明,在模拟油5mL、硝酸铋加入量0.02g、[HMIM]BF_4加入量1.0mL、H_2O_2加入量0.3mL、反应温度80℃、反应时间180min的最佳条件下,模拟油的DBT脱除率可以达到99.5%。催化剂循环使用5次活性无明显下降。对硝酸铋的氧化脱硫机理进行了解释。     

1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体用作润滑剂的探讨

合成了含羧酸酯基官能团的功能化离子液体--1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EAMIM]BF4),考察了其物化性质、高低温下的摩擦学性能以及对传统润滑油添加剂的相溶性和感受性,并选择含有相同烷基的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐传统离子液体([BMIM]BF4)作为对比。结果表明：两种离子液体具有较好的低温流动性、低的蒸发损失和高的热稳定性;能溶解部分具有强极性和杂环化合物的传统润滑油添加剂,但不能溶解大多数常用的油溶性添加剂,[EAMIM]BF4对添加剂的溶解性比[BMIM]BF4弱;在室温及高温条件下,[EAMIM]BF4由于粘度较大减摩性稍差,但抗磨性比[BMIM]BF4强;极压抗磨剂亚磷酸二正丁酯能提高[BMIM]BF4的抗磨作用,但与[EAMIM]BF4呈现出对抗效应,导致其润滑性能降低。     

BrØnsted酸性离子液体在萃取氧化二苯并噻吩中的应用

 以具有BrØnsted酸性的吡咯烷酮离子液体N-甲基-2-吡咯烷酮氟硼酸盐([Hnmp]BF₄)为萃取剂和催化剂, 含30%质量分数H₂O₂的双氧水为氧化剂, 二苯并噻吩(DBT)的正辛烷溶液作为模型油, 同时进行萃取脱硫和氧化脱硫, 考察了n(H₂O₂)/n(S)、DBT初始浓度和反应温度对脱硫率的影响. 结果表明, [Hnmp]BF₄-H₂O₂体系产生的羟基自由基能将DBT氧化成相应的砜而进入离子液体相, 从而脱除了模型油中的S; 当n(H₂O₂)/n(S)=3、反应温度为60℃、模型油与离子液体等体积时, 在60min内可将油相中的S质量浓度为1550μg/ml 的DBT完全氧化脱除; DBT初始浓度越高, S的完全脱除就越困难. 离子液体重复再生使用7次后, 脱硫率明显降低.     

功能化离子液体润滑剂的合成及其润滑性能研究

通过两步法合成了含酯基官能团的功能化离子液体1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EAMIM]BF4),用核磁共振和红外光谱对其进行了结构表征;对其作为润滑剂的物化性质进行了测定,并选择了含有相同烷基的传统离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4)进行对比;在四球机上评定两种离子液体的承载能力,在SRV摩擦磨损试验机上评价了两种离子液体的润滑性能,并选择低蒸气压的含氟润滑剂全氟聚醚(PFPE)作为对比。结果表明:在常温下,两种离子液体较PFPE具有更高的承载能力和更好的润滑性能;两种离子液体相比,[EAMIM]BF4由于粘度较大其在低载荷下减摩性较[BMIM]BF4稍差,但其抗磨性始终优于[BMIM]BF4。     

NiWO_4的制备及其在离子液体中深度氧化脱硫的应用

采用水热法合成了不溶于水的NiWO_4纳米粒子。采用XRD、SEM、EDS和BET表征了NiWO_4纳米材料的形貌和结构特征。以NiWO_4作为催化剂,H_2O_2作为氧化剂,1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯离子液体([EMIM][EtSO_4])作为萃取剂氧化脱除模拟油中的二苯并噻吩(DBT)。考察了不同氧化脱硫体系,氧化剂、催化剂和离子液体用量,反应温度对脱硫效果的影响,也比较了不同种类含硫化合物的脱除效果。结果表明,在温和的操作条件下NiWO_4就具有很好的脱硫活性。在5.00 mL模拟油,0.20 mL H_2O_2,0.50 mL[EMIM][EtSO4],0.01g NiWO_4,反应温度80℃,反应时间160 min的最佳条件下,模拟油中DBT的脱除率可以达到98.46%。NiWO_4具有很好的催化稳定性,重复使用10次催化活性没有明显降低。此外,讨论了NiWO_4催化氧化脱硫反应机理。     

N-甲基咪唑氟硼酸盐基低共熔溶剂的制备及其氧化脱硫性能

以N-甲基咪唑氟硼酸盐(［HMIM］BF4)和苯丙酸(C9H10O2)为原料合成了［HMIM］BF4/xC9H10O2(x=0.5、1、2)型低共熔溶剂(DESs);对其进行FT-IR、1H NMR和TGA表征分析;将［HMIM］BF4/0.5 C9H10O2低共熔溶剂作为萃取剂和催化剂、H2O2作为氧化剂脱除模拟油中的二苯并噻吩(DBT),分别考察了n(C9H10O2)/n(［HMIM］BF4)、反应温度、n(H2O2)/n(S)、低共熔溶剂的加入量和不同含硫化合物对脱硫率的影响。结果表明：在模拟油体积为5 mL、n(C9H10O2)/n(［HMIM］BF4)=0.5、反应温度为60 ℃、n(H2O2)/n(S)=8、反应180 min、［HMIM］BF4/0.5 C9H10O2的加入量为1.0 mL的最佳反应条件下,［HMIM］BF4/0.5 C9H10O2对DBT、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)和苯并噻吩(BT)的脱硫率分别达98.4%、93%和89.6%;红外分析表明DBT与DESs之间存在较强的相互作用,可使DBT的结构发生畸变;在5次循环反应后,［HMIM］BF4/0.5 C9H10O2的脱硫率仍高达90.2%,表明其具有较高的稳定性。     

磷酸酯类离子液体在燃油深度脱硫中的应用

研究了3种磷酸酯类离子液体,即1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐([MM im]DM P)、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([EM im]DEP)和1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯盐([BM im]DBP)的制备过程,考察了这3种磷酸酯类离子液体对模型油中3-甲基噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩的脱除效果及磷酸酯类离子液体的电化学再生方法。实验结果表明,这3种磷酸酯类离子液体的脱硫能力强弱顺序为:[EM im]DEP>[BM im]DBP[MM im]DM P;且对二苯并噻吩的脱除效果最好,对苯并噻吩的脱除效果次之,对3-甲基噻吩的脱除效果较差。以[EM im]DEP为萃取剂,油剂质量比为1∶1时,经5次萃取后,二苯并噻吩的脱除率可达到99.5%。利用电解法对[EM im]DEP进行了再生,在5~10V电压下电解10h,[EM im]DEP的脱硫率可以达到新鲜[EM im]DEP的90%以上。     

离子液体合成及多级逆流萃取脱硫的串级实验法验证研究

通过两步合成法合成了1-庚基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([C7MIM]BF4),以30%的过氧化氢作氧化剂,考察了其在不同剂油比、萃取时间、萃取温度、搅拌速率下对汽油的脱硫效果,确定了最佳脱硫条件,计算出离子液体多级逆流萃取脱硫的理论级数,并在此条件下平行做三组串级实验,进行多级逆流萃取脱硫的模拟验证。结果表明,在V([C7MIM]BF4)∶V(H2O2)∶V(汽油)=1∶1∶10、反应温度60℃、搅拌速率600r/min的条件下反应60min后,一次脱硫率达到77%,采用四级逆流萃取脱硫后,汽油的硫质量分数由155μg/g降至10μg/g以下,脱硫率达到94%,汽油回收率达到95%,具有较好的工业应用前景。     

Deep Desulfurization of Model Oil by Extraction with a Low-viscosity Ionic Liquid [BMIM]SCN

In this work, a low-viscosity ionic liquid 1-buthyl-3-methylimidazole thiocyanate ([BMIM]SCN) was utilized as extractant for the extractive desulfurization of thiophene in model oil. Several conditions were investigated respectively, including extraction time, temperature, and volume ratio of ionic liquid to model oil. Also the kinetics of extraction of thiophene were proposed. Under the optimal extractive conditions, the removal of thiophene in model oil was 55.6%. Other sulfur compounds and real oil were also investigated. Furthermore, the total desulfurization efficiency could reach 98.3%. In addition, the ionic liquid could be recycled seven times with negligible decrease in activity.     

新型离子液体对苯并噻吩、二苯并噻吩的萃取性能研究

离子液体是一种优良的绿色溶剂，可应用在石油油品脱硫工艺中，以降低燃油对环境的污染。本文合成了五种新型离子液体[bmim]AlCl4, [bmin]TBP, [bmim]BeS, [bmim]PF6, [bmim]BF4，并将他们用于油品脱硫的模拟体系。比较了五种离子液体萃取性能，结合分子间作用力的理论和价键理论阐述了离子液体萃取脱硫的机理。结果表明，离子液体的萃取性能与其阴离子结构有关，其中[bmim]TBP适宜作萃取脱硫溶剂。苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)在模拟油品中的初始浓度分别为1000μg/g时，用[bmim]TBP经四级错流萃取和5级逆流萃取，含硫量均能降至50μg/g以下。     

离子液体萃取脱硫的研究

合成了一系列离子液体用于模拟油的萃取脱硫实验,考察了不同离子液体及其与模拟油的质量比、反应温度和反应时间等因素对模拟油萃取脱硫效果的影响。实验结果表明,离子液体1-丁基-3-乙基咪唑氯盐([BEIM]Cl)的萃取脱硫效果明显优于其他离子液体。当以[BEIM]Cl为萃取剂时,萃取脱硫的最优条件为:[BEIM]Cl与模拟油的质量比1.0,萃取温度30℃,萃取时间30min。在此条件下,单级脱硫率可达52.02%;经5级脱硫后,总脱硫率高达96.56%。采用溶剂反萃取法对[BEIM]Cl进行了再生,再生后[BEIM]Cl的脱硫率可达新鲜[BEIM]Cl的95%。     

[Bmim]Br—多元醇低共熔溶剂萃取脱除苯并噻吩

1-丁基-3-甲基咪唑溴（[Bmim]Br）与多元醇如乙二醇、丙二醇、丙三醇按摩尔比1:2合成低共熔溶剂[Bmim]Br—多元醇。采用FT-IR红外和 氢核磁对低共熔溶剂[Bmim]B-2丙二醇（[Bmim]Br-2PG）进行表征。本文首次对[Bmim]Br-2PG的脱硫性能进行了研究。结果表明在温度30℃、萃取时间30min、剂油质量比1：1的条件下,该溶剂的单次萃取脱硫率为54.1%,5次萃取后,脱硫率高达98.2%,模型油中的硫含量降低到10μg/g以下。而且该溶剂重复使用4次后,脱硫率仍可达到50.5%,具有较好的重复使用性能。     

Oxidative Desulfurization of Dibenzothiophene Catalyzed by VO(acac)2 in Ionic Liquids at Room Temperature

A simple extraction and catalytic oxidative desulfurization (ECODS) system composed of VO(acac)₂, 30% H₂O₂, and 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([Bmim]BF₄) has been found to be suitable for the deep removal of dibenzothiophene (DBT) in model oil at room temperature. The optimal conditions were as follows: [n(H₂O₂)/n(DBT)/n(catalyst) = 100:20:1], model oil = 5 mL, ionic liquid [IL] = 1 mL, T = 30°C, t = 2 hr. With the ECODS system, the sulfur removal of DBT could reach 99.6%, which was superior to that of the simple extraction with IL (15.6%) or oxidation without catalyst (17.1%). The IL could be recycled five times without a significant decrease in activity.     

Polycrystalline Phase WO_3/g-C_3N_4 as a High Efficient Catalyst for Removal of DBT in Model Oil

The polycrystalline phase WO_3/g-C_3N_4 was synthesized under stirring using tungstenic acid(H_2WO_4) and graphitic carbon nitride(g-C_3N_4) as raw materials. The catalyst was characterized by X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM),energy dispersive spectroscopy(EDS),the Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR),and the Brunauer-Emmett-Teller analysis(BET). The polycrystalline phase WO_3/g-C_3N_4 was determined by XRD technique. The oxidative desulfurization process was investigated using WO_3/g-C_3N_4 as the catalyst, 30% hydrogen peroxide(H202) as the oxidant, and 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate([bmim]BF4) ionic liquids(ILs) as the extractant. The operating conditions, including H_2WO_4 amount, IL dose, H_2 O_2 volume, temperature, catalyst dosage, and types of sulfur compounds,were systematically researched. The desulfurization rate could reach 98.46% for removing dibenzothiophene(DBT) from the model oil under optimal reaction conditions. In addition, the catalytic activity was slightly decreased after five recycles of catalysts. The reaction kinetics analysis shows that the oxidative desulfurization system was in accord with the first-order reaction kinetics equation. The mechanism of oxidative desulfurization was proposed.     

[BMIM][BF4]离子液体萃取脱除氧化柴油中砜类化合物

用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（［BMIM］［BF₄］）萃取脱除氧化柴油中的砜类化合物,考察了萃取时间、萃取温度、离子液体与氧化柴油体积比、萃取级数对［BMIM］［BF₄］离子液体萃取脱除砜类化合物的影响。结果表明,与直接萃取脱除柴油中的含硫化合物相比,［BMIM］［BF₄］对氧化柴油中的砜类含硫化合物表现出更佳的萃取性能。在萃取温度30℃、［BMIM］［BF₄］/氧化柴油体积比为0.5时,经［BMIM］［BF₄］萃取3次,氧化柴油的硫质量分数从125.1 μg/g 降至6.2 μg/g。与传统的萃取剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）相比,［BMIM］［BF₄］的萃取脱硫率略低,但柴油回收率较高,且柴油的性质基本未变。     

烷基咪唑高氯酸盐离子液体的萃取脱硫研究

以N-甲基咪唑、溴代烷烃、高氯酸钠为原料,合成烷基碳链长度不同的烷基咪唑高氯酸盐离子液体,分别考察不同条件下离子液体对模拟油品和实际油品的脱硫效果。研究结果表明,以[C6mim]ClO4离子液体为萃取剂,在萃取温度60 ℃、萃取时间50 min、离子液体与油品的体积比4:1的条件下,对硫质量分数为1 160 μg/g的模型油的一次萃取脱硫率达到86.90%;当其它条件不变,在离子液体与油品的体积比为1:1时,对硫质量分数为117 μg/g的催化裂化汽油的一次脱硫率为65.24%,对硫质量分数为1 974 μg/g的催化裂化柴油的一次脱硫率为58.05%。反应结束后,通过简单的倾倒即可将油样和离子液体分离,离子液体经减压蒸馏提纯干燥后可重复使用5次以上,其催化活性不降低。