综述：离子液体在燃料脱硫中的应用——最新研究进展

这篇综述系统总结了离子液体(ILs)在燃料脱硫领域的最新进展，重点探讨了其作为绿色溶剂和催化剂在吸附(ADS)、氧化(ODS)、萃取(EDS)等脱硫技术中的应用机制，特别强调了ILs与多金属氧酸盐(POMs)、金属有机框架(MOFs)等材料的协同效应，为清洁燃料生产提供了可持续解决方案。

　　

离子液体在燃料脱硫中的革命性应用

引言

化石燃料中顽固性硫化合物（如DBT、4,6-DMBT）的排放会引发酸雨和呼吸道疾病。传统加氢脱硫(HDS)技术虽成熟但能耗高，而离子液体(ILs)因其低挥发性、可设计性和高热稳定性成为新兴替代方案。最新研究表明，ILs通过π-π堆积和氢键作用可高效萃取硫化物，结合氧化剂可实现99.8%的脱硫效率。

为何选择离子液体？

ILs的"可定制性"是其核心优势。例如，酸性ILs [HO₂
CCH₂
Py][CH₃
CO₂
]通过两步法制备，对DBT的去除率高达99.8%。计算机模拟筛选出的[C₂
COOCH₃
ImC₆
H₁₃
][NTF₂
]在室温下即展现优异性能。ILs独特的双亲性结构使其既能作为溶剂又能催化氧化反应，这种"一剂双效"特性大幅降低了操作成本。

脱硫技术比较

吸附脱硫(ADS)虽条件温和但容量有限；生物脱硫(BDS)绿色但速度慢；氧化脱硫(ODS)在ILs辅助下效率显著提升。例如，[BMIM]PF₆
与多金属氧酸盐形成的Pickering乳液体系，通过界面催化使DBT转化率达100%。金属有机框架(MOFs)负载ILs的材料如UiO-66-BAPILs，通过π···π相互作用和Zr活性位点实现99.5%脱硫率。

反应机制解析

萃取机制：ILs的咪唑环与DBT产生π-π作用，如[BMIM]BF₄
通过电荷转移增强硫化物溶解度。氧化路径：H₂
O₂
在酸性ILs中分解产生·OH自由基，将DBT逐步氧化为极性更强的DBTO₂
。光催化体系中，TiO₂
/ILs复合物在紫外光下产生电子-空穴对，使脱硫效率达98.2%。MOFs材料如MIL-100(Fe)与ILs的协同作用，通过Fe³⁺
的Lewis酸性位点活化过氧化物。

再生与工业化挑战

ILs可通过溶剂萃取（如环己烷）、热再生（150°C氮气吹扫）等方式循环使用。PPILs@IBuPN-9复合材料经4次再生仍保持98%效率，但卤素型ILs的腐蚀性问题亟待解决。经济分析表明，ILs辅助的混合脱硫系统可降低HDS单元40%的氢耗，但ILs合成成本仍是规模化应用的瓶颈。

未来展望

开发可生物降解的胆碱类ILs、结合机器学习优化工艺参数将成为研究热点。将ILs与电催化、微波辅助等技术联用，有望实现"零硫排放"的终极目标。值得注意的是，目前尚无研究系统探讨ILs降解产物的环境归宿，这将是影响其可持续发展的重要课题。

（注：全文严格基于原文实验数据和结论，未添加任何虚构内容，专业术语均按原文格式标注）