光催化氧化耦合离子液体萃取燃料油脱硫机理研究

世界各国对燃料油的硫含量要求越来越严格，如何在温和条件下，实现燃料油深度脱硫的课题研究变得尤为重要。本研究拟以钛硅分子筛负载金属酞菁为光催化剂（负载金属酞菁后钛硅分子筛呈现两亲性），空气中氧为氧化剂，可见光催化氧化耦合离子液体萃取燃料油脱硫。利用钛硅分子筛与金属酞菁的光催化功能和离子液体对氧化产物的萃取功能相结合，达到深度脱硫的目的。通过改变金属酞菁的取代基和金属离子，确定钛硅分子筛负载金属酞菁催化剂的设计和合成规律；用一系列表征手段来关联金属酞菁的组成，结构与钛硅分子筛相匹配的光催化性能的关系，并进一步研究其光催化氧化机理。本研究工作的开展，为可见光催化氧化反应提供新的理论参考，为清洁燃料油的生产拓展了新途径，具有重要的社会和科学意义。

根据大分子金属酞菁中的金属离子可以和有机硫化物的高度选择性轴向配位，而在大分子酞菁的另一侧可以吸附氧分子，在可见光的照射下，可以实现电子的激发，从而氧化有机硫化物。因此本项目合成了不同中心金属离子和不同取代基的金属酞菁，催化氧化噻吩类有机硫化物，具有较高的理论研究价值和很好的应用前景。本课题组前期研究已经证明离子液体对有机硫化物有着很好的萃取性能。本课题就是耦合了离子液体的萃取性能进行催化氧化燃料油脱硫。并探讨了金属酞菁的催化机理和取代基或金属原子的种类的关系。为了提高金属酞菁的稳定性和可回收性，选用不同载体负载金属酞菁，探讨载体的种类催化活性的影响。最后把离子液体和金属酞菁结合为一体，合成为金属酞菁功能化离子液体，并进行负载，制备成萃取吸附和催化于一体的固体催化剂，考察其催化氧化脱硫活性，在温和的条件下，催化氧化脱硫效果显著，且易回收，这部分研究工作刚刚开始，还需要后期申请面上项目维持课题的延续，进行更深入详细的研究。同时，在本课题基金的资助下，本课题组还拓展了离子液体催化在酯化反应和金属酞菁在催化氧化染料废水方面的应用，也取得了一些成果。