银、铈双金属离子改性Y分子筛及其吸附脱硫性能研究

本文通过静态吸附脱硫法研究了焙烧次数、阳离子交换顺序、Ce/Ag摩尔比、离子交换时间和焙烧温度等制备条件对AgCeY分子筛吸附剂脱硫性能的影响。得到AgCeY的最适宜制备条件：先交换Ag后交换Ce离子，离子交换24小时，Ce/Ag摩尔比为2.5，500oC两次焙烧；用最优制备条件制备的AgCeY吸附剂对含有甲苯的模拟油在50oC条件下吸附60min后，噻吩脱硫率可达到59.0%，苯并噻吩脱硫率达到96.5%。文中采用X射线粉末衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外漫反射(UV-vis)、差热-热重分析(TG-DTA)、吡啶红外光谱(Py-IR)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等一系列表征手段对所制得吸附剂进行了表征。以含有一定量的硫化物(噻吩和苯并噻吩)以及一定量竞争组分(甲苯或环己烯或吡啶)的正辛烷溶液为模拟油，测试了吸附剂的吸附脱硫性能。实验结果表明，AgCeY具有类似于AgY的高硫容特性，AgCeY对各不同硫化物的吸附能力大小为：苯并噻吩>2,5-二甲基噻吩>3-甲基噻吩>噻吩。AgCeY还具有类似于CeY的高选择性，甲苯、吡啶、环己烯对吸附剂脱硫能力的不利影响顺序为：吡啶>环己烯>甲苯。Ag+和Ce4+之间存在的相互促进作用使得AgCeY具有良好的吸附能力，AgCeY通过π络合(通过Ag+)和S-M键(通过Ce4+)两种配位键与硫化物发生作用。本文还对AgCeY吸附噻吩或苯并噻吩进行了等温吸附和吸附动力学研究，并计算了热力学参数ΔG和ΔH。结果表明：AgCeY对噻吩和苯并噻吩的吸附符合Langmuir模型，其吸附动力学可以用准一级速率方程进行描述，AgCeY吸附剂的吸附脱硫过程是一个自发的放热过程。