گوگردزدایی اکسایشی بنزین با استفاده از نانوکامپوزیت نوین TBA-FePOM@NiOبه‌عنوان یک کاتالیست مؤثر و تکرارپذیر

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

چکیده

در این پژوهش به منظور تهیه سوخت پاک، نانوکامپوزیت جدید TBA-FePOM@NiO به روش سل ـ ژل سنتز شده و به عنوان یک کاتالیست در فرایند گوگردزدایی اکسایشی بنزین مورد استفاده قرار گرفت. این نانو کامپوزیت با واکنش پلی اکسومتالات استخلاف دار شده [N(CH3)4]4PW11FeO39 (به صورت TBA-FePOM نمایش داده خواهد شد)، با نانوذره NiO به­ دست می آید. ساختار نانوکامپوزیت به ­دست آمده با استفاده از روش­ های تشخیصیFT-IR ،XRD ، UV-Vis و SEM مورد ارزیابی قرار گرفته و فعالیت کاتالیستی آن در فرایند گوگردزدایی اکسایشی بنزین بررسی شد. در این فرایند از CH3COOH/H2O2 به عنوان اکسیدکننده استفاده شد. نتیجه ­های به ­دست آمده در شرایط یکسان، با نتیجه­ های به دست آمده از فرایند اکسایشی مدل سوختی، که ترکیب ­های آروماتیکی مانند بنزوتیوفن و دی بنزوتیوفن می باشند، مقایسه شد. نتیجه­ های  به ­دست آمده نشان می­ دهد که کاتالیست سنتز شده توانایی بسیار مؤثری در گوگردزدایی از بنزین با بازده ی بالا، دارد. همچنین این نانوکاتالیست سنتز شده توانایی جداسازی و بازیافت برای 5 مرتبه را دارد. در این پژوهش شرایط فرایندی مانند دما، زمان، مقدار کاتالیست نیز بررسی شد.  

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] Hongying L., Tian H., Xia J., Wenju J., Preparation and Desulfurization Performance of Pyrolusite Modified Activated Coke, Environmental Progress & Sustainable Energy,35: 1679–1686 (2016).
[2] Zeng X., Xiao X., Li Y., Chen J., Wang H., Deep Desulfurization of Liquid Fuels with Molecular Oxygen Through Graphene Photocatalytic Oxidation, Applied Catalysis B, 209: 98–109 (2017).
[3] Mandizadeh S., Sadri M., Salavati-Niasari M., Sol–Gel auto Combustion Synthesis of BaFe18O27 Nanostructures for Adsorptive Desulfurization of Liquid Fuels, International Journal of Hydrogen Energy, 42: 12320–12326 (2017).
[4] Triantafyllidis S.K., Deliyanni E.A., Desulfurization of Diesel Fuels: Adsorption of 4,6- DMDBT on Different Origin and Surface Chemistry Nanoporous Activated Carbons, Chemical Engineering Journal, 236: 406–414 (2014).
[5] Zhu Y., Li X., Zhu M., Mesoporous Graphitic Carbon Nitride as Photo-Catalyst for Oxidative Desulfurization with Oxygen, Catalysis Communications, 85: 5-8 (2016).
[6] Mandizadeh S., Salavati-Niasari M., Sadri M., Hydrothermal Synthesis, Characterization and Magnetic Properties of BaFe2O4 Nanostructure as a Photocatalytic Oxidative Desulfurization of Dibenzothiophene, Separation and Purification Technology, 175: 399-405 (2017).
[7] Ding W., Zhu W., Xiong J., Yang L., Wei A., Zhang M., Li H., Novel Heterogeneous Iron-Based Redox Ionic Liquid Supported on SBA-15 for Deep Oxidative Desulfurization of Fuels, Chemical Engineering Journal, 266: 213–221 (2015).
[8] Rezvani M.A., Shojaie A.F., Loghmani M.H., Synthesis and Characterization of Novel Nanocomposite, Anatase Sandwich Type Polyoxometalate, as a Reusable and Green Nano Catalyst in Oxidation Desulfurization of Simulated Gas Oil, Catalysis Communications, 25: 36-40 (2012).
[9] Jiang B., Yang H., Zhang L., Zhang R., Sun Y., Huang Y., Efficient Oxidative Desulfurization of Diesel Fuel Using Amide-Based Ionic Liquids, Chemical Engineering Journal, 283: 89–96 (2016).
[10] Rezvani M.A., Shaterian M., Akbarzadeh F., Khandan S., Deep Oxidative Desulfurization
of Gasoline Induced by PMoCu@MgCu2O4-PVA Composite as a High-Performance Heterogeneous Nanocatalyst, Chemical Engineering Journal, 333: 537–544 (2018).
[11] Rezvani M.A., Asli M.A., Abdollahi L., Oveisi M., (N(But)4)5H4PV6Mo6O40 as an Efficient Catalyst for the Oxidative Desulphurisation of Gasoline, Journal of the Serbian Chemical Society, 81: 91–101 (2016).
[12] Yang H., Jiang B., Sun Y., Zhang L., Sun Z., Wang J., Tantai X., Polymeric Cation and Isopolyanion Ionic Self-Assembly: Novel Thin-Layer Mesoporous Catalyst for Oxidative Desulfurization, Chemical Engineering Journal, 317: 32–41 (2017).
[13] Rezvani M.A., Asli M.A., Oveisi M., babaei R., Qasemi K., Khandan S., An Organic–Inorganic Hybrid Based on an Anderson-Type Polyoxometalate Immobilized on PVA as a Reusable and Efficient Nanocatalyst for Oxidative Desulphurization of Gasoline, RSC Advances, 6: 53069–53079 (2016).
[14] Rezvani M.A., Oveisi M., Asli M.A., Phosphotungestovanadate Immobilized on PVA as an Efficient and Reusable Nano Catalyst for Oxidative Desulphurization of Gasoline, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 410: 121–132 (2015).
[15] Zhang L., Wang J., Sun Y., Jiang B., Yang H., Deep Oxidative Desulfurization of Fuels by Superbase-Derived Lewis Acidic Ionic Liquids, Chemical Engineering Journal, 328: 445–453 (2017).
[16] Rezvani M. A., Zonoz F. M., An Organic–Inorganic Hybrid Compound Constructed by Polytungsto-Vanadosilicate and Hexadecyltrimethyl Ammonium as an Efficient Catalyst for Demercaptanization of Crude Oil,  Industrial and Engineering Chemistry, 22: 83–91(2015).
[17] Mahdiani M., Soofivand F., Salavati-Niasari M., Investigation of Experimental and Instrumental Prameters on Properties of PbFe12O19 Nanostructures Prepared by Sonochemical Method, Ultrasonics Sonochemistry, 40: 271-281 (2018).
[18] Rezvani M.A., Asli M.A., Khandan S., Mousavi H., Shokri Aghbolagh Z., Synthesis and Characterization of New Nanocomposite CTAB-PTA@CS as an Efficient Heterogeneous Catalyst for Oxidative Desulphurization of Gasoline, Chemical Engineering Journal, 312: 243–51(2017).
[19] Rezvani M.A., Aghbolagh Z.S., Monfared H.H., Khandan S., Mono Mn(II)-Substituted Phosphotungstate@Modified Graphene Oxide as a High-Performance Nanocatalyst for Oxidative Demercaptanization of Gasoline, Industrial and Engineering Chemistry,  52: 42–50 (2017).
[20] Komintarachat C., Trakarnpruk W., Oxidative Desulfurization Using Polyoxometalates, Industrial and Engineering Chemistry Research, 45: 1853-1856 (2006).
[21] Zhang M., Zhu W., Li H., Xun S., Ding W., Liu J., Zhao Z., Wang Q., Chem. One-pot Synthesis, Characterization and Desulfurization of Functional Mesoporous W-MCM-41 from POM- Based Ionic Liquids, Energy, 243: 386–393 (2014).
[22] Wu N., Baoshan L., Zhenxing L., Chunying H., Synthesis of Keggin-Type Lacunary 11-Tungstophosphates Encapsulated into Mesoporous Silica Pillared in Clay Interlayer Galleries and Their Catalytic Performance in Oxidative Desulfurization, Catalysis Communications, 46: 156–160 (2014).
[23] Rezvani M.A., Khandan S., Sabahi N., Oxidative Desulfurization of Gas Oil Catalyzed by (TBA)4PW11Fe@PbO as an Efficient and Recoverable Heterogeneous Phase-Transfer Nanocatalyst, Energy and Fuels, 31: 5472−5481 (2017).
[24] Rezvani M.A., Khandan S., Aghmasheh M., Synthesis and Characterization of New Nanocomposite TBA-PW11Ni@NiO as an Efficient and Reusable Heterogeneous Catalyst in Oxidative Desulphurization of Gasoline, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 77, 321–328 (2017).
[25] Shojaei F.A., Rezvani M.A., Loghmani M.H., Comparative Study on Oxidation Desulphurization of Actual Gas Oil and Model Sulfur Compounds with Hydrogen Peroxide Promoted by Formic Acid: Synthesis and Characterization of Vanadium Containing Polyoxometalate Supported on Anatase Crushed Nanoleaf,  Fuel Processing Technology, 118: 1–6 (2014).
[26] طالقانی، سمیه؛ میرزائی، مسعود؛ حسینی، حسین اشتیاق؛ سنتز و شناسایی ترکیب هیبریدی معدنی ـ آلی نوین بر پایه ی پُلی اکسومتالات نوع کگینی H3[(PO4)Mo12O36، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (1)36: 117 تا 127 (1396).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار