《超强酸纳米自组装载体的研究》-毕业论文.doc

辽宁石油化工大学毕业设计（论文）用纸 PAGE PAGE 62 超强酸纳米自组装载体的研究 （辽宁石油化工大学环境与生物工程学院环境工程0401班，抚顺113001） 摘要 现代工业的不断发展一方面给人类带来前所未有的财富，另一方面也带来了诸如环境污染等影响人类生存健康的问题。所以环保立法越来越全面，越来越严格，对机动车辆排放废气中硫氧化物，氮氧化物及芳烃含量的限制也更加苛刻。石油炼制者必须生产出更加清洁环保的燃料。基于以上众多的原因，汽油和柴油的加氢脱硫技术正向着加工高硫油和生产超低硫的清洁环保石油燃料方向发展。以目前的设备条件，常规的加氢精制工艺难以达到超深度脱硫的要求，为了降低油品中硫的含量，只有改变反应参数，如提高氢气压力、减小空速、提高反应温度等措施和手段。但这些措施和手段一是对设备要求高，二是成本较高，所以不是理想的办法；就催化剂而言则必须把催化剂的活性提高到目前的3～4倍才能达到油品中硫含量低于50ppm的要求。而烷基化油是具有高的马达法和研究法辛烷值、低的雷诺蒸气压、不含芳烃和活泼的烯烃、一般不含有硫和含氮化合物，所以，它是一种很好的“绿色清洁燃料”,其具有很大的社会市场需求量，并且对现代的炼油工业日益重要。 在过去的五十多年中，只有HF和浓H2SO4用于石油工业的烷基化油的生产。但是液体超强酸催化剂具有以下缺点：严重腐蚀设备，催化剂回收困难，环境污染大等，而固体超强酸具有设备腐蚀轻、催化选择性高、再生容易、无环境污染、产物容易分离等特点。然而，在过去的10～15年间，人们越来越多的注意到使用液体酸给环境带来的污染和存在的安全隐患，石油炼制者必须花费更多的财力、物力、人力去监视和缓和这些存在或潜在的危险。加之，政府和法律对环保要求的提高，促使石油炼制者选择更加“环境友好”的技术，这加强了对固体酸催化剂（SAC）竞相研究的工业意识，这会给重要的石油炼制工艺提供新的催化剂替代品。近几年有关固体超强酸的研究非常热门，也取得了一些成绩，但是随着近几年出产的石油质量的下降和对石油产品质量的要求日益提高，对固体超强酸催化剂的要求也越来越高。因此，寻找和合成新型的固体超强酸催化剂已经成为石油化工研究的迫切问题。 王鼎聪于2003年在桂林国际IASPEP会议上首次提出了超增溶胶团机理，该机理受到与会专家们的一致肯定。利用这种超增溶胶团法可以制备出粒径尺寸在纳米范围、微粒分散性良好和粒径分布窄的纳米微粒。王鼎聪通过多年研究发现，超增溶胶团法可以利用VB值小于1、质量比小于10%的表面活性剂和石油烃混合物作为模板剂，将质量比为90%以上的熔盐体包敷在形状为多面体结构的超增溶胶团内。而同样使用表面活性剂的微乳液法中表面活性剂最多只能包敷占体积74%的内相，若超过74%胶团就会发生转型，而且反应需要大量的表面活性剂和水。在超增溶胶团法中，不仅包敷的内相比例增大，而且表面活性剂的用量大大降低。在超增溶胶团内的熔融盐与VB值小于1的表面活性剂亲水基团之间只有强吸附作用或轻微的溶剂化作用。由于不发生强的溶剂化作用，这样可以保证熔融盐能够超增溶于表面活性剂内部，从而形成超增溶胶团。通过对油包熔融盐高内相分散体系形成机理的研究，提出了油溶性胶团的超增溶机理及其几个论点。超增溶胶团机理的主要论点为：表面活性剂的亲水基与被增溶物是极性相近而又互不相溶；超增溶胶团超增溶时结构从球形转为多面体；超增溶胶团体系为亚稳态体系。 本论文采用熔盐/超增溶胶团法进行了纳米TiO2-Al2O3，ZrO2-Al2O3等复合氧化物的制备，并以此为载体制备了催化剂。考察了原料配比、表面活性剂用量等因素对载体及催化剂性能的影响，并采用BET、XRD、NH3-TPD、TEM等手段对其进行了表征。 关键词： 超增溶；自组装；固体超强酸；表面活性剂 Research of Superacid and Self-assembly in-situ Nano-carriers Congpeiyi (Environment of Engineering0401,Environmental and Biological College , Liaoning University of Petroleum Chemical Technology , Fushun 113001) ABSTRACT In this experiment removing heavy metal ions from wastewater by using modified peat as an absorbent are studied. So more comprehensive environmental legi