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南工大开发高效稳定吸附剂制备技术

发布时间:2020.07.27    点击数: 609

       减少汽车尾气中硫氧化物的排放,可以减少酸雨的形成,友好环境。一价铜基吸附剂在燃料油深度脱硫和烯烃/烷烃分离中性能出色,具有良好的工业生产前景,但其在空气中易氧化,制备、储存和使用都需要隔绝空气,不仅提高了吸附剂成本,还阻碍了实际应用的广度。

       近日,南京工业大学吸附分离技术研究所孙林兵教授团队通过调控吸附剂的微环境,解决了一价铜在空气中易氧化的瓶颈问题,使其能在空气中稳定存储6个月。

通过镀饰疏水涂层提高一价铜的抗氧化性能

       一价铜基吸附剂价格低,其活性位和吸附质之间能产生特殊的络合作用,是一种吸附性能强、具有工业应用前途的吸附剂。但是其存储条件比较苛刻,必须隔绝空气,否则易跟空气中的氧气发生作用变成二氧化铜。研究团队通过多次实验深入剖析一价铜氧化机理,尝试通过阻碍氧气进攻一价铜位点来防止氧化,但收效甚微。

  “后来,大家发现一价铜基只有在氧气和水同时存在的条件下,才能在常温下发生氧化反应。”孙林兵先容,他们掌握了一价铜氧化的秘密后,独辟蹊径通过调控一价铜改性Y分子筛的微环境,将吸附剂的表面性质从亲水调变为超疏水,阻碍水分子接触一价铜活性位,实现了在氧气存在的条件下一价铜基吸附剂的稳定。

  “大家阻断了一价铜氧化必备的两个条件中的一个,也就是说给一价铜基穿上了一层‘防水衣’。”孙林兵形象地说明道,“普通吸附剂仅在2周内就完全丧失吸硫脱硫性能,但加了‘防水衣’的一价铜基吸附剂在空气中能稳定存储6个月,降低了存储成本,利于工业生产。”

  此外,一价铜基吸附剂对含水燃料油显示出优异的吸附脱硫性能,经过循环再生后吸附容量不减。“普通的一价铜基吸附剂循环后吸附容量下降至原来的3%,穿了‘防水衣’的一价铜基吸附剂却可以循环使用。”该研究团队成员李玉霞先容说,“大家的一价铜基吸附剂不仅能在空气中稳定存储6个月,而且经过循环再生后吸附剂仍能恢复到原有的吸附容量。”

  使用一价铜基进行吸附分离,具有价格低、操作简便、高效稳定等特点。较之使用一价银等吸附剂进行工业分离,一价铜基价格低、吸附能力强;而较之催化加氢脱硫分离所需的高温高压严苛条件,一价铜基吸附分离可以在常温常压下进行。“还不会降低汽油中的辛烷值。”孙林兵说明说,“高辛烷值汽油更能充分燃烧,抗爆性能好,发动机就可以用更高的压缩比。”

  一价铜基吸附剂在汽油、柴油等燃料中,可吸附芳香类硫化物,阻断含硫尾气的排放,从而达到绿色友好的功效。一价铜基吸附剂也能在烯烃/烷烃分离中选择性吸附烯烃,而不吸附烷烃,为烯烃类产品的生产提供高品质的原料。此外,一价铜基吸附剂也能在一氧化碳提纯分离中发挥作用。

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