Page 162 - 《精细化工》2020年第12期

·2524· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

剂与模拟油体积比的增大，脱硫率呈先增加后减小 件下，对 TiO 2 -SBA-15-1%W 进行重复使用，结果如
的趋势。原因是剂油体积比较小时，少量的萃取剂 图 12 所示。回收重复使用 5 次后，模拟油脱硫率下
不利于萃取出反应后生成的极性硫化物，剂油比较 降不大，仍达到 82.1%，说明 TiO 2 -SBA-15-1%W 具
大时，催化剂主要存在于溶剂中，不利于与油相中 有良好的稳定性。
DBT 接触，影响反应进行。因此合适的条件为：催
化剂用量为 1%（以模拟油质量为基准），n(O)∶n(S)=
20∶1，V(萃取剂)∶V(模拟油)=1∶1，光照 120 min
模拟油脱硫率可达 90.6%。

图 12 TiO 2 -SBA-15-1%W 催化剂重复使用性
Fig. 12 Desulfurization rates of TiO 2 -SBA-15-1%W catalyst
reused for different cycles

2.4 不同反应体系对脱硫率的影响
为了探究催化剂 TiO 2 -SBA-15-1%W 与氧化剂
H 2 O 2 在光催化氧化脱硫过程中的作用，按 1.4 节实
验步骤在最佳反应条件下进行了不同反应体系对
PODS 脱硫率影响的实验，结果如表 3 所示。由表 3
中实验 1、2 对比发现，体系中无 H 2 O 2 存在时，脱
硫率仅为 39.4%，加入 H 2 O 2 后脱硫率达到 90.6%，
H 2 O 2 的加入使脱硫率提升了 51.2%，说明 H 2 O 2 具
有氧化作用。实验 2、3 对比发现，无光条件下整个
体系脱硫率仅为 46.1%，说明只有在光照作用下
H 2 O 2 才能产生有效的活性中间体，促进光催化氧化
过程。

表 3 不同反应体系对脱硫率的影响
Table 3 Effect of different systems on the desulfurization
rates
实验 体系 脱硫率/%
1 TiO 2-SBA-15-1%W+DBT+CH 3OH+光照 39.4
2 H 2O 2+TiO 2-SBA-15-1%W+DBT+CH 3OH+光照 90.6
3 H 2O 2+TiO 2-SBA-15-1%W+DBT+CH 3OH+无光 46.1

2.5 反应机理
图 11 催化剂用量（a）、n(O)∶n(S)（b）、萃取剂与模拟 2.5.1 活性组分捕获
油体积比（c）对 TiO 2 -SBA-15-1%W 光催化氧化 为了深入阐明 TiO 2 -SBA-15-1%W 的 PODS 反
脱硫的影响
应机理，进行了空穴和自由基捕获实验，结果如图
Fig. 11 Effect of catalyst dosage(a), n(O) ∶ n(S)(b),
13 所示。由图 13 可知，脱硫率由高到低依次为：
V(extractant)∶V(model fuel)(c) on the PODS of
TiO 2 -SBA-15-1%W 未添加捕获剂、IPA、p-BQ 和 EDTA-2Na。加入 IPA
对反应体系的脱硫效果影响不如 p-BQ，即羟基自由
–
2.3 重复使用性能 基（•OH）未发挥主导作用；超氧自由基（•O 2 ）和
在催化剂用量为 1%（以模拟油质量为基准）， 空穴（h ）在 PODS 反应过程中发挥了主导作用，
+
n(O)∶n(S)=20∶1，V(萃取剂)∶V(模拟油)=1∶1 条 为主要活性物种。