疏水性硫酸化氧化铝负载钼催化剂在室温氧化脱硫中的创新应用研究

针对高硫燃料环保处理难题，俄罗斯科学家团队开发了新型疏水性硫酸化氧化铝负载钼催化剂（10oct/5Mo/S），在室温条件下15分钟实现二苯并噻吩（DBT）100%转化，柴油馏分脱硫率达78%。该研究通过烷基硅烷疏水改性（接触角达128°）突破传统氧化脱硫（ODS）高温限制，为绿色燃料生产提供高效低温解决方案。

　　

随着全球环保标准日趋严格（如硫含量限制≤10 ppm），传统加氢脱硫（HDS）工艺面临高能耗与副产物难题。俄罗斯科学院的研究团队在《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》发表突破性成果，通过设计疏水性硫酸化氧化铝负载钼催化剂，首次实现室温条件下高效氧化脱硫（ODS）。

研究采用分步合成法：先通过浸渍法在γ-Al₂O₃载体上负载(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O和H₂SO₄形成活性中心，再以三乙氧基辛基硅烷进行表面疏水改性（载量达10 wt%）。通过X射线荧光（XRF）、低温N₂吸附-脱附等技术证实材料保持介孔结构（比表面积>200 m²/g），接触角测试显示辛基改性催化剂（10oct/5Mo/S）疏水性显著提升（128° vs 未改性27°）。

关键发现：

1. 疏水效应：辛基链修饰的10oct/5Mo/S在双相体系中展现卓越性能，DBT室温转化率较丙基链样品（10pr/5Mo/S）提高2倍，归因于有机相富集效应。
2. 低温优势：优化条件下（5 wt%催化剂，H₂O₂:S=4:1），10oct/5Mo/S在25℃实现柴油馏分78%脱硫率，而竞争性芳烃氧化率<4%，50℃时副反应仅12-35%。
3. 机理创新：FT-IR证实疏水层保护酸性位点，TGA显示材料热稳定性达300℃，TEM揭示MoO_x物种高度分散。

该研究开创了"疏水壳层-活性内核"催化剂设计范式，将ODS反应时间从文献报道的50-90分钟（如Ti-SBA-2、[C₁₆mim]₅VW₁₂O₄₀Br）缩短至15分钟，且避免传统高温过程（60-80℃）的烃类损失。俄罗斯科学基金会资助的这项成果，为炼油工业提供兼具经济性与环保性的脱硫新方案，尤其适用于页岩油等高硫资源加工。