超音波補助装置 1 つ

Jan 19, 2024

Scientific Reports volume 13、記事番号: 13728 (2023) この記事を引用

128 アクセス

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

酸化脱硫 (ODS) は、エネルギー効率が高く、穏やかな操作条件を必要とするため、最も有望な脱硫プロセスの 1 つであると考えられています。 この研究では、有機リンカーとしてのテレフタル酸の供給源として廃ポリエチレンテレフタレートボトル（PET）を使用して、高表面積を有する新規の緑色合成Alベースの金属有機骨格が水熱合成された。 調製された Al ベース MOF は、フーリエ変換赤外分光法 (FTIR)、X 線回折 (XRD)、走査型電子顕微鏡 (SEM)、および透過型電子顕微鏡 (TEM) を使用して特性評価されました。 調製された Al-MOF の触媒活性は、モデル化された原油サンプルと実際の原油サンプルの両方の酸化的脱硫 (ODS) において評価されました。 ODS 性能に関するさまざまな操作パラメーター (温度、時間、触媒投与量、酸化剤の添加、超音波処理) が最適化されています。 モデル化されたオイルサンプルからチオフェンを最大限に除去するための最適条件は、30 分、触媒 0.5 g、オイルと酸化剤の比率 1:3 であることがわかりました。 最適化された条件下では、アレキサンドリア石油会社から入手した実際の油サンプルの硫黄除去率は 90% でした。 結果は、提示されたアプローチが費用対効果、環境への優しさ、および準備の容易さのおかげであり、商業レベルでの燃料油の脱硫の大きな見通しを予測していることを明らかにしました。

主要エネルギー源としての世界の原油消費量は、急速な経済発展と人口増加の結果として増加し続けており、研究者らは原油の品質を改善し、硫黄分を低減するための新しい脱硫システムを開発する必要に迫られています1。 硫黄含有量が高いと、パイプラインや精製装置の浸食を引き起こし、環境にも危険な影響を与えるため、精製プロセスに悪影響を及ぼします。 石油精製所における一般的な工業用脱硫アプローチの 1 つは水素化脱硫 (HDS) ですが、HDS 技術は高価であり、高温と高圧が必要であり、さらにチオフェン 2 などの芳香族複素環式硫黄錯体の除去には適していません。 溶媒抽出、吸着、酸化3、イオン液体は、水素化脱硫法の代替手段です4、5、6。 吸着は、物理的および化学的特性に応じて硫黄有機化合物を除去できるさまざまな吸着材料を使用して硫黄含有量を低減する有望な技術です。 効果的な吸着剤材料は、表面積が大きく、細孔サイズが適切に分布している必要があります7。 この目的には、活性炭8、ゼオライト9、10などの多種多様な吸着剤が使用されています。 酸化脱硫（ODS）は、油からより大きな有機硫黄化合物を深く除去するための非常に有望な方法であり、近年ますます注目を集めています11。 一般に、ODS プロセスは、適切な触媒によって触媒される穏やかな条件下で操作されます。 硫黄含有化合物は、選択された酸化剤によって酸化されて、対応するスルホキシドまたはスルホンを形成します。これらは極性が高く、油から抽出されやすい12。 有機金属フレームワークのいくつかの重要な特徴、特に非常に大きな表面積と多孔性、優れた熱安定性、調整可能な酸性度/塩基性などにより、効率的な不均一系触媒としての使用が可能になります13、14、15。 さらに、これらの材料のいくつかの追加特性は、ODS の促進に基本的な役割を果たします 16、17。 一方、ポリエチレンテレフタレート（PET）素材は生活のために大量消費され、深刻な環境問題を引き起こしています。 廃棄PETは、廃棄後に大量に排出され、分解に長い時間がかかるため、環境問題が発生します。 使用済み PET からのテレフタル酸の回収は、さまざまな簡単かつ経済的な手段で完了できます。