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煤的无机硫脱硫率达到最大。 避光条件下的实验(2)证明了用HO2MMim]HSO4]做萃取剂时可以将煤中的部分有 机硫溶解萃取出来,说明在氧化剂的作用下煤中的含硫结构与离子液体之间产生了相互作 用。不添加TO2,仅使用离子液体处理煤样(3),煤的有机硫脱硫率略有增加,表明光 照可以促进煤的脱硫:不添加HO2MMim]HSO]仅添加氧化剂和催化剂处理后的煤样 (6),煤的有机硫脱硫率达到10.85%,离子液体光催化处理后煤样(4)的脱硫率高达 12.40%,这证明TiO2光催化强化HO2MMim]HSO]-HO2可以脱除煤中的有机硫。 50 4%T 40 12 3:1:10:43:5:10:43:10:10:4 3:1:10:43:5:10431010: 图1常温常压下不同剂量的溶剂对煤有机硫脱 率和无机硫脱硫率的影响 Fig.1 The effect of different dosages of solvents on coal organi rdesulfurization rate and inorganic sulfur desulfurization rate under normal temperature and pressure (2)氧化剂对煤脱硫率的影响 要提高光催化对煤的脱硫效果就需要减少电子空穴的复合机会,可以通过添加试剂与 电子和空穴发生反应生成另一种强氧化性的物质。过氧化氢是很好的电子受体,可以有与 催化剂产生的电子结合形成自由基OH,使电子和空穴分离2。 添加过氧化氢处理煤后,煤的脱硫率都提高了,过氧化氢的大量存在能使反应体系极 性发生变化,在紫外光照射下对煤具有一定的解聚作用2,2。用HO2MMim]HSO]-H,O- TiO2处理后煤样(5)的有机硫脱除率是11.63%,而用HO2MMim]HSO-HO2-TiO2处理 后煤样(4)的有机硫脱除率达到12.40%。这说明过氧化氢的加入不仅可以利用自身过氧 键的作用达到氧化效,逸亦以借助光催化产生更多的自由基的链式反应促进光催化氧化 反应,从而延续过氧化富的氧化作用。另外,实验结果表明溶液中适量的水分可以提高煤 的脱硫率(78入但是加入过量的水溶液会导致过氧化氢浓度减小,煤的有机硫脱硫 率反而会将低。 因为水分子经紫外光照射也可以提供少量的羟基自由基,但其氧化能力远 低于过氧仑 同等丝例下的煤样(4.5,7)有机硫脱硫率逐渐降低,可以推断出过氧化氢对煤脱 硫的影响要弱子离子液体对煤脱硫率的影响。使用HO2MMim][HSO]和水在一定程度上都 可以减少煤中的硫,但两者作用方式不同。HO2MMi]HSO]可以破坏煤中的氢键、弱共 价键、范德华相互作用,使光催化产生的活性物质更好的与煤接触达到深度脱硫:水溶剂 是将反应后的溶于水的极性物质萃取出来脱除。 催化剂受紫外光的照射,电子空穴对迁移到催化剂表面,分别与电子受体和电子供体 反应生成具有强氧化性的羟基自由基(OH),将DBT氧化为DBTO2。空穴可以与OH 或H2O反应并接受电子形成·OH5,2。此外,HO2接受电子时也能产生·OH。该反应路径在 方程(5)~(8)中描述。煤的无机硫脱硫率达到最大。 避光条件下的实验(2 #)证明了用[HO2MMim][HSO4]做萃取剂时可以将煤中的部分有 机硫溶解萃取出来,说明在氧化剂的作用下煤中的含硫结构与离子液体之间产生了相互作 用。不添加 TiO2,仅使用离子液体处理煤样(3 #),煤的有机硫脱硫率略有增加,表明光 照可以促进煤的脱硫;不添加[HO2MMim][HSO4]仅添加氧化剂和催化剂处理后的煤样 (6 #),煤的有机硫脱硫率达到 10.85%,离子液体光催化处理后煤样(4 #)的脱硫率高达 12.40%,这证明 TiO2光催化强化[HO2MMim][HSO4]-H2O2可以脱除煤中的有机硫。 3:1:10:4 3:5:10:4 3:10:10:4 0 3 6 9 12 15 3:1:10:4 3:5:10:4 3:10:10:4 0 10 20 30 40 50 Organic sulfur desulfurization rate / % Igorganic sulfur desulfurization rate / 4 % # 7# 图 1 常温常压下不同剂量的溶剂对煤有机硫脱硫率和无机硫脱硫率的影响 Fig.1 The effect of different dosages of solvents on coal organic sulfur desulfurization rate and inorganic sulfur desulfurization rate under normal temperature and pressure (2)氧化剂对煤脱硫率的影响 要提高光催化对煤的脱硫效果就需要减少电子空穴的复合机会,可以通过添加试剂与 电子和空穴发生反应生成另一种强氧化性的物质。过氧化氢是很好的电子受体,可以有与 催化剂产生的电子结合形成自由基·OH,使电子和空穴分离[21]。 添加过氧化氢处理煤后,煤的脱硫率都提高了,过氧化氢的大量存在能使反应体系极 性发生变化,在紫外光照射下对煤具有一定的解聚作用[22,23]。用[HO2MMim][HSO4]-H2O￾TiO2处理后煤样(5 #)的有机硫脱除率是 11.63%,而用[HO2MMim][HSO4]-H2O2-TiO2处理 后煤样(4 #)的有机硫脱除率达到 12.40%。这说明过氧化氢的加入不仅可以利用自身过氧 键的作用达到氧化效果,还可以借助光催化产生更多的自由基的链式反应促进光催化氧化 反应,从而延续过氧化氢的氧化作用。另外,实验结果表明溶液中适量的水分可以提高煤 的脱硫率(7 #,8 #),但是加入过量的水溶液会导致过氧化氢浓度减小,煤的有机硫脱硫 率反而会将低。因为水分子经紫外光照射也可以提供少量的羟基自由基,但其氧化能力远 低于过氧化氢。 同等比例下的煤样(4 # ,5 #,7 #)有机硫脱硫率逐渐降低,可以推断出过氧化氢对煤脱 硫的影响要弱于离子液体对煤脱硫率的影响。使用[HO2MMim][HSO4]和水在一定程度上都 可以减少煤中的硫,但两者作用方式不同。[HO2MMim][HSO4]可以破坏煤中的氢键、弱共 价键、范德华相互作用,使光催化产生的活性物质更好的与煤接触达到深度脱硫;水溶剂 是将反应后的溶于水的极性物质萃取出来脱除。 催化剂受紫外光的照射,电子-空穴对迁移到催化剂表面,分别与电子受体和电子供体 反应生成具有强氧化性的羟基自由基(∙OH),将 DBT 氧化为 DBTO2 [24]。空穴可以与 OH- 或 H2O 反应并接受电子形成∙OH[25, 26]。此外,H2O2接受电子时也能产生∙OH。该反应路径在 方程(5)~(8)中描述。 录用稿件,非最终出版稿
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