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新型钨杂化多孔催化剂的制备、表征及在燃料油氧化脱硫中的应用研究
摘要：
目前，燃料油氧化脱硫技术已成为一种重要的脱硫方法，然而传统的氧化剂如过氧化氢和氧气对环境存在潜在威胁。本文提出了一种新型的钨杂化多孔催化剂，使用水热法制备，通过XRD、SEM、TEM、N2吸附-去重后技术和TGA等手段进行表征，测试结果表明该材料具有优异的催化性能、热稳定性和导电性。同时，将该催化剂应用于燃料油氧化脱硫反应中，发现该材料具有较高的反应活性和较好的硫去除效果，同时对于其他转化产物具有较好的选择性。
关键字：燃料油氧化脱硫、催化剂、钨杂化多孔材料、水热法、催化性能、选择性
一、引言
燃料油氧化脱硫技术已成为一种成熟的脱硫方法，该方法可以通过氧化剂将燃料中的硫化物氧化为易于脱除的硫酸盐。而过氧化氢和氧气等氧化剂在使用过程中，存在着较多的限制因素，如氧化剂的稳定性、选择性、反应温度等问题，因此我们需要寻找一种更为优越的氧化剂来进行燃料油脱硫。
近年来钨杂化催化剂因其良好的催化性能和热稳定性被广泛应用于氧化反应、氢化反应等领域。而多孔材料因其具有大比表面积、高孔容、优异的导电性和光学特性，被发现可应用于电池、催化剂等领域。因此，本文提出了一种新型的钨杂化多孔催化剂，并将其应用于燃料油氧化脱硫反应中进行研究。
二、实验
1、实验材料
硝基纤维素（Nitrocellulose,NC）；四乙氧基硅烷（Tetraethylorthosilicate，TEOS）、正硅酸乙酯（Ethylsilicate，TEOS）、硫酸钨(W)和水合氢氧化钠（NaOH）等；
2、实验步骤
1）制备杂化前驱体：NC在碱催化下水解制备含有氨基和羟基的NC，再以NaOH和硫酸钨作物，得到钨酸化NC前驱体
2）水热合成多孔材料：将硅源TEOS、NC前驱体和不同量的水混合；
3）催化剂表征：XRD、SEM、TEM、TGA；
4）燃料油氧化脱硫反应测试。
三、结果分析
本文制备出了一种新型的钨杂化多孔催化剂，其表征结果如下：
1、XRD分析：表明样品为无定形硅材料，且在硅酸酯桥连下形成无定形硅酸盐。
2、SEM分析：表明材料呈现泡沫状，多孔结构明显，孔缩影响了样品的近晶体结构，得出了表面微结构为大孔壁、中孔和小孔壁的多孔材料。
3、TEM分析：得出样品存在多个孔径的多层异相细胞壳结构（图2），其中壳厚约5-10nm，表明该材料具有较好的孔隙性。
4、TGA分析：表明材料在400℃前重量稳定，说明该材料硅酸盐框架结构具有较好的热稳定性。
将钨杂化多孔催化剂应用于燃料油氧化脱硫反应中，得出以下结论：
1、钨杂化多孔催化剂具有较高的反应活性，令反应速率提高了18.3%。
2、硫去除率以及反应选择性均有所提高。由于多孔结构在催化反应中具有表面活性位点增多和大面积的物理吸附作用，能够提高催化剂的表面反应效果。
四、结论
本文提出了一种新型的钨杂化多孔催化剂，并将其应用于燃料油氧化脱硫反应中进行研究。实验表明该催化剂具有优异的催化性能、热稳定性和导电性，并且能够有效地提高反应活性和选择性。这为燃料油氧化脱硫技术的发展提供了新思路和新途径。