江苏大学朱文帅课题组：六方氮化硼作为无金属催化剂用于柴油超深度脱硫研究
柴油中硫化物燃烧产生的SOx会导致严重的环境污染问题，威胁人类的身体健康。因此，世界各国纷纷出台了严格的标准限定柴油中硫含量。我国目前实施的国VI标准限制柴油中硫化物浓度低于10 ppm。目前，工业上采用的加氢脱硫（HDS）在脱除柴油中芳香族硫化物时，需要更高的压力、温度，导致清洁柴油的生产成本上升。近年来，有研究发现，氧化脱硫（ODS）技术能够在温和条件下实现对芳香族硫化物的高效脱除，有望作为HDS的后处理技术，降低清洁柴油的生产成本。ODS技术中核心的问题之一就是寻求一种高效的催化剂。
近日，江苏大学朱文帅课题组在前期研究基础上，设计了一种类石墨烯型六方氮化硼催化剂（h-BN），并用于活化双氧水催化氧化模型柴油脱硫。六方氮化硼作为一种无金属催化剂具有比表面积高、热稳定性好、导热性强、耐化学腐蚀等优点，能够克服传统ODS催化剂成本较高且易被柴油酸性物质腐蚀或溶损的不足。这种类石墨烯六方氮化硼催化剂的构筑不仅提供了一种用于ODS体系的新型无金属催化剂，而且为六方氮化硼在催化领域的应用提供了新思路。
图1. 六方氮化硼作为无金属催化剂用于柴油超深度脱硫
本文亮点
1 | 通过高温热解法合成了一种类石墨烯型六方氮化硼，所合成的六方氮化硼具有高比表面积，提高催化活性中心暴露度。 |
2 | 通过优化实验条件，能够实现在常压、反应温度为80˚C的条件下，脱除柴油中99.4%的硫化物，将模型柴油中硫化物浓度由500 ppm降低至3 ppm，实现温和条件下柴油的超深度脱硫，并且该脱硫体系循环使用8次后催化催化活性没有显著降低。 |
3 | 阐明了六方氮化硼活化双氧水氧化脱硫的催化活性位点为硼自由基，能够将氧化剂双氧水活化为羟基自由基（·OH），再与六方氮化硼对硫化物优异的吸附性能耦合，实现柴油的超深度脱硫（图1）。 |
文章以“Hexagonal boron nitride: A metal-free catalyst for deep oxidative desulfurization of fuel oils”为题，在Green Energy & Environment 发表。点击文末“阅读原文”查看全文。
通讯作者简介
朱文帅 教授
朱文帅, 男，教授，博导，Green Energy Environ. 青年编委，中国化工学会离子液体专业委员会委员、中国化工学会化工过程强化专业委员会青年委员。科研工作涉及石油化工、绿色化学和环境催化等领域，近年来主要从事新型催化剂和吸附剂的设计及其用于汽、柴油超深度脱硫的研究工作。主持了国家自然科学优秀青年基金等课题，发表研究论文共计150余篇。近年来工作发表在Nature Commun., Angew. Chem. Int. Ed., AIChE J., Small, Chem. Commun., Green Chem.等期刊，被引用6000余次。
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