Ultrasonidos asistidos

Jan 19, 2024

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 13728 (2023) Citar este artículo

128 Accesos

1 altmétrica

Detalles de métricas

La desulfuración oxidativa (ODS) se considera uno de los procesos de desulfuración más prometedores, ya que es energéticamente eficiente y requiere condiciones de funcionamiento suaves. En este estudio, se ha sintetizado hidrotermalmente una nueva estructura organometálica a base de Al sintetizada de forma verde con una alta superficie utilizando botellas de tereftalato de polietileno (PET) de desecho como fuente de ácido tereftálico como conector orgánico. Los MOF preparados a base de Al se han caracterizado mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), difracción de rayos X (XRD), microscopio electrónico de barrido (SEM) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). La actividad catalítica del Al-MOF preparado se evaluó en la desulfuración oxidativa (ODS) de muestras de petróleo crudo reales y modeladas. Se han optimizado los diferentes parámetros de funcionamiento (temperatura, tiempo, dosis de catalizador, carga de oxidante y sonicación) sobre el rendimiento del ODS. Se encontró que las condiciones óptimas para la máxima eliminación de tiofeno de las muestras de aceite modeladas eran 30 minutos, 0,5 g de catalizador y una proporción de aceite a oxidante de 1:3. En las condiciones optimizadas, la eliminación de azufre en muestras de petróleo reales obtenidas de la compañía petrolera Alexandria fue del 90%. Los resultados revelaron que el enfoque presentado se atribuye a la rentabilidad, la benignidad ambiental y la facilidad de preparación, lo que predice grandes perspectivas para la desulfuración de los fueloil a nivel comercial.

El consumo mundial de petróleo crudo como principal fuente de energía está aumentando continuamente como resultado del rápido desarrollo económico y el crecimiento demográfico, lo que llevó a los investigadores a desarrollar nuevos sistemas de desulfuración para mejorar la calidad del petróleo crudo y reducir su contenido de azufre1. El alto contenido de azufre tiene efectos perjudiciales en el proceso de refinación, ya que causa erosión de las tuberías y del equipo de refinación, además de su influencia peligrosa sobre el medio ambiente. Uno de los enfoques de desulfuración industrial comunes en las refinerías de petróleo es la hidrodesulfuración (HDS); sin embargo, la técnica de HDS es costosa, necesita altas temperaturas y presiones y, además, no es adecuada para eliminar complejos de azufre heterocíclicos aromáticos como los tiofenos2. La extracción con disolventes, la adsorción, la oxidación3 y el líquido iónico son alternativas al método de hidrodesulfuración4,5,6. La adsorción es una técnica prometedora para reducir el contenido de azufre utilizando diversos materiales adsorbentes que son capaces de eliminar los compuestos orgánicos de azufre dependiendo de las propiedades físicas y químicas. Los materiales adsorbentes eficaces deben tener una superficie elevada y una distribución adecuada del tamaño de los poros7. Para este fin se han utilizado una amplia variedad de adsorbentes como el carbón activado8, zeolitas9,10. La desulfuración oxidativa (ODS) es un método muy prometedor para eliminar en profundidad compuestos organosulfurados más grandes del petróleo y ha recibido una atención cada vez mayor en los últimos años11. Generalmente, el proceso ODS se opera en condiciones suaves, catalizado por catalizadores adecuados. Los compuestos que contienen azufre son oxidados por oxidantes seleccionados para formar los correspondientes sulfóxidos o sulfonas, que tienen mayor polaridad y son fáciles de extraer del aceite12. Varias características clave de las estructuras organometálicas permiten su uso como catalizadores heterogéneos eficientes, en particular la superficie y la porosidad excepcionalmente grandes, la buena estabilidad térmica y la acidez/basicidad ajustable13,14,15. Además, algunas propiedades adicionales de estos materiales juegan un papel fundamental en la promoción de SAO16,17. Por otro lado, los materiales de tereftalato de polietileno (PET) se consumen masivamente para vivir y causan graves problemas ambientales. Los problemas medioambientales de los residuos de PET aparecen en un gran volumen después de su eliminación y tardan mucho en degradarse. La recuperación de ácido tereftálico a partir de PET usado se puede completar de diferentes formas sencillas y económicas.

La desulfuración oxidativa asistida por ultrasonido es un enfoque ecológico innovador para la eliminación rápida, económica y segura de compuestos de azufre en condiciones suaves. Generalmente, la radiación ultrasónica se considera una forma atractiva y eficiente de acelerar las reacciones químicas18. Cuando el medio de reacción se irradia con ultrasonidos de alta intensidad, las ondas de choque crean cavitación acústica en el medio. El desarrollo y el consiguiente colapso de las poderosas burbujas crean puntos con alta temperatura (hasta 5000 K) y presión (hasta 1000 atm) en el medio de reacción19. La desulfuración oxidativa se logra en el sistema bifásico, incluida la extracción de solvente y aceite, y la radiación ultrasónica puede dispersarse en forma de emulsión del sistema bifásico. El principal objetivo de nuestro trabajo es definir un sistema para la desulfuración de combustibles mediante el uso de desulfuración oxidativa catalítica utilizando un MOF preparado verde a base de Al como catalizador. Los MOF a base de Al, o estructuras metal-orgánicas, a menudo se prefieren a otros MOF a base de metal por varias razones. En primer lugar, el aluminio es abundante y rentable, lo que lo hace más accesible para la producción a gran escala. Además, los MOF basados ​​en Al exhiben una excelente estabilidad y robustez, lo que garantiza su durabilidad e idoneidad para diversas aplicaciones. Además, el aluminio tiene un perfil de toxicidad bajo en comparación con otros metales, lo que hace que los MOF a base de Al sean más seguros para su uso en diversas industrias y entornos ambientales. En general, las ventajas de los MOF a base de Al en términos de disponibilidad, estabilidad y seguridad los convierten en una opción favorable sobre otros MOF a base de metal. En nuestra metodología ecológica, las botellas de tereftalato de polietileno (PET) utilizadas se han utilizado con éxito como material de partida. en lugar de ácido tereftálico para preparar MOF20 a base de PET-Al. El MOF preparado se utilizó como catalizador en un proceso de desulfuración catalítica. Se estudió el efecto de diferentes parámetros (temperatura, tiempo, dosis de catalizador, relación aceite-oxidante y ondas de ultrasonido) sobre el porcentaje de reducción de azufre del petróleo modelado. Las condiciones optimizadas se aplicarán para la eliminación de azufre de muestras de petróleo reales obtenidas de Alexandria Petroleum Company.

El nitrato de aluminio no hidratado (98 %), el ácido tereftálico (≥ 98 %), ambos de la India, se obtuvieron de Loba chemie y se utilizaron tal como se recibieron. Acetonitrilo de grado ultragradiente de Francia, peróxido de hidrógeno (30 %) de Egipto, etanol (99,8 %) del Reino Unido, n-hexano del Reino Unido y tiofeno (AR) de la India. La muestra real de petróleo crudo se obtuvo de Alexandria Petroleum Company con las especificaciones dadas en la Tabla 1.

PET-MIL-53(Al) se sintetizó mediante técnica solvotérmica utilizando botellas de PET como conector orgánico. En una síntesis típica, las botellas de PET usadas se recogieron, se lavaron y se cortaron en pequeños copos. Se mezclaron ultrasónicamente aproximadamente 2 g de escamas de PET, 4 g de Al(NO3)3·9H2O y 48 ml de agua desionizada durante 30 minutos. Luego, la mezcla se transfirió a un autoclave de teflón y se calentó a 215 °C durante 8 h. Después de enfriar hasta temperatura ambiente, el producto se recogió y se lavó con etanol caliente y agua respectivamente; finalmente, el polvo resultante se secó a 110 °C durante 24 h. El polvo obtenido se calcinó a 400 °C durante 4 h para obtener un polvo blanco de PET-MIL-53(Al).

Se utilizó difracción de rayos X en polvo (XRD, radiación Cu-K, Shimadzu-7000, Kyoto, Japón) para determinar la fase cristalográfica de las muestras preparadas. Su morfología se examinó mediante microscopía electrónica de barrido (SU-70, Hitachi, Tokio, Japón) combinada con análisis de rayos X de energía dispersiva (EDX) para la identificación de elementos. La microestructura también se observó mediante un microscopio electrónico de transmisión JEM-2100 (TEM, JEOL, Japón). El análisis infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR) se realizó con un espectrómetro Bruker ALFA (Bruker Corporation, Ettlingen, Alemania). Los datos de espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS) se registraron en un instrumento ESCALAB 250 (Thermo Fisher Scientific, EE. UU.). El área de superficie específica de los MOF preparados se puede determinar utilizando el método de Brunauer, Emmett y Teller (BET). Este método implica la adsorción física de gas nitrógeno sobre la superficie sólida y la cuantificación de la cantidad de gas adsorbato que corresponde a una capa monomolecular en la superficie. La adsorción es impulsada por interacciones relativamente débiles (fuerzas de van der Waals) entre las moléculas de gas y la superficie adsorbente de las muestras. Área superficial Brunauer, Emmett y Teller (BET), la adsorción física de un gas N2 en la superficie del sólido y la cantidad de gas adsorbato correspondiente a una capa monomolecular en la superficie se utilizan para calcular el área superficial específica del MOF preparado. Se puede utilizar un método de flujo volumétrico o continuo (Quantachrome Corporation Nova 1000, versión 6.11, analizador de sorción de gas de alta velocidad) a 77 K para determinar la cantidad de gas adsorbido. Antes de las mediciones, las muestras se activaron a 150 °C durante 6 h.

La reacción de ODS se llevó a cabo mediante un procedimiento de extracción-oxidación de dos fases. El tiofeno se disolvió completamente en n-hexano para producir un aceite modelo con una concentración de azufre de 500 ppm. En una reacción típica, se dispersaron 0,5 g de catalizador en 50 ml de acetonitrilo en un matraz de fondo redondo de tres bocas de 500 ml. A la dispersión se le añadieron 50 ml de aceite para modelos. La mezcla se agitó durante 10 minutos usando un agitador magnético y luego se añadió una cantidad apropiada de H2O2 para iniciar la reacción de oxidación. Después del inicio de la reacción, se detuvo la agitación a intervalos constantes, se analizaron las muestras de la fase oleosa superior y se determinaron las concentraciones de azufre en las muestras mediante GC-MS. (Espectrómetro ARL OPTIM'X WDXRF) según ASTM D2622. El % de eliminación de azufre se calculó según la ecuación. (1):

donde R es la tasa de desulfuración, Co es la concentración inicial de azufre del petróleo y Cf es el contenido final de azufre del petróleo después de la desulfuración.

Como se presenta en la Fig. 1, los patrones de XRD exhiben picos distintos en ángulos 2θ específicos, típicamente 7°, 10°, 13° y 20°, consistentes con los simulados (CCDC No. 181153)21,22, lo que confirma la preparación efectiva de PET- MIL-53(Al).

Patrones XRD del PET-MIL-53(Al) preparado.

La propiedad térmica del PET-MIL-53 (Al) preparado se analizó mediante mediciones de TG. Según la Fig. 2, la pérdida de peso de PET-MIL-53(Al) comenzó alrededor de 260 °C, lo que demuestra su alta estabilidad térmica durante los procesos catalíticos orgánicos. Solo hubo una pérdida de peso de alrededor del 0,6 % en peso a temperaturas inferiores a 200 °C, como se ve en la figura, lo que se atribuye a la eliminación de agua y moléculas pequeñas.

Curva TGA del PET-MIL-53(Al) preparado.

Los espectros infrarrojos de transformada de Fourier del PET-MIL-53 (Al) se muestran en la (Fig. 3). La presencia de una banda fuerte alrededor de 1600 cm-1 corresponde a las vibraciones de estiramiento de los grupos carboxilato en las moléculas coordinadas de tereftalato. Además, una banda IR distinta a 1450 cm-1 se atribuye a los modos de estiramiento C-C. Además, la flexión C-H dentro del plano se observa a 1000 cm-1, mientras que la flexión C-H fuera del plano se produce a 650 cm-121,23.

Espectros FTIR de PET-MIL-53 (Al) sintetizado.

Las imágenes TEM y SEM (Figs. 4 y 5) se utilizaron para definir las características morfométricas de las nanoestructuras de PET-MIL-53 (Al) preparadas. Las imágenes TEM mostraron estructuras alargadas en forma de varillas con una alta relación de aspecto, lo que indica la formación de nanobarras. Las imágenes proporcionaron una representación visual de la forma de los nanorods y confirmaron su morfología alargada. Las imágenes SEM también revelaron que la morfología de la superficie del material preparado son nanobarras. Mostraban estructuras alargadas en forma de varillas con diferentes longitudes y diámetros.

Imágenes TEM de nanobarras PET-MIL-53 (Al).

Imágenes SEM de nanobarras de PET-MIL-53(Al).

La Figura 6 muestra las isotermas de adsorción-desorción de nitrógeno, el diámetro de los poros y el volumen de los poros del PET-MIL-53 (Al) preparado. La distribución del tamaño de los poros revela que el catalizador preparado presenta poros con un diámetro de 4,2 nm. Un diámetro de poro de 4,2 nm sugiere que el catalizador posee una estructura de poros bien definida en el rango mesoporoso. Los mesoporos suelen tener diámetros que oscilan entre 2 y 50 nm y ofrecen ventajas como una mejor difusión de moléculas y accesibilidad a los sitios activos dentro del catalizador. La presencia de mesoporos con un diámetro de 4,2 nm sugiere que el catalizador puede tener un área superficial mejorada y propiedades de transferencia de masa mejoradas en comparación con materiales con tamaños de poro más pequeños o más grandes. Estos mesoporos pueden proporcionar vías para que las moléculas reactivas accedan a los sitios activos del catalizador, lo que permite reacciones químicas más eficientes. Se mide que el área superficial específica BET del catalizador Al-MOF preparado es 666 m2/g, mientras que se determina que el volumen total de poros es 0,6782 cm3/g. Estos valores resaltan la naturaleza altamente porosa del material. Vale la pena señalar que la presencia de mesoporos con una mayor superficie expondría más sitios activos, lo que potencialmente podría mejorar la actividad catalítica del material preparado.

(a) Isoterma de adsorción/desorción, y (b) rama de adsorción del gráfico BJH, N2 adsorbente, temperatura de adsorción 77 K del PET-MIL-53 (Al) preparado.

Se evaluó el rendimiento catalítico del PET-MIL-53(Al) sintetizado en la eliminación oxidativa de tiofeno utilizando peróxido de hidrógeno como oxidante. Se estudiaron y optimizaron los diferentes parámetros de funcionamiento.

La Figura 7 ilustra el efecto del tiempo de reacción sobre el % de reducción de azufre para el petróleo crudo investigado. Las pruebas se realizaron en seis niveles de tiempos de reacción, 10, 20, 30, 40, 50, 60 min. mientras que los otros parámetros operativos se mantuvieron constantes de la siguiente manera, la relación de oxidante (H2O2) a aceite, 2:1, a temperatura ambiente y la dosis de catalizador fue de 0,5 g. Como se ilustra en la Fig. 7, la eliminación de azufre aumenta al aumentar el tiempo de reacción de 10 a 40 minutos y finalmente se acerca a un valor constante. El aumento del tiempo de reacción aumenta la cavitación, produciendo emulsiones finas, más conversión de compuestos que contienen azufre y aumentando la eliminación de azufre24. Como el aumento en el % de eliminación de azufre fue casi el mismo durante 30 y 40 minutos, elegimos 30 minutos como el tiempo de reacción óptimo.

Efecto del tiempo de reacción sobre el % de reducción de azufre. Las condiciones del experimento: dosis de catalizador = 0,5 g; aceite para modelo, 50 mL; acetonitrilo, 50 ml; 25 ºC. Relación de oxidante a aceite (O/L): 2:1.

Para investigar el efecto de la dosis de oxidante, los experimentos se llevaron a cabo en diversas proporciones molares de H2O2/tiofeno (O/L). Como se muestra en la Fig. 8, la reducción de azufre aumentó al aumentar la cantidad de H2O2. Esto puede retribuirse al aumento de la producción de la cantidad de especies activas catalíticas. Sin embargo, al utilizar una mayor cantidad de H2O2, se reduce el porcentaje de eliminación de azufre. Esto puede confirmar el hecho de que el agua tiene un efecto destructivo sobre la desulfuración ya que la cantidad de agua introducida aumentó al aumentar la dosis de peróxido de hidrógeno. Además, el exceso de H2O2 mejora el enlace de hidrógeno entre las partículas del catalizador en la fase de acetonitrilo, lo que lleva a la transferencia del catalizador aglomerado a la fase de aceite y, por lo tanto, a su menor disponibilidad para las SAO, lo que en consecuencia resultó en una menor tasa de desulfuración19,25.

Efecto de la proporción de oxidante a aceite sobre la desulfuración oxidativa del tiofeno. Las condiciones del experimento: catalizador, 0, 5 g; aceite para modelo, 50 mL; acetonitrilo, 50 ml; t, 30 min; 25 ºC.

La Figura 9 ilustra el efecto de la dosis de catalizador sobre el % de eliminación de azufre del aceite modelo. Los experimentos se investigaron utilizando cuatro dosis de catalizador, normalmente 0,5, 1, 1,5 y 2 g. Los demás parámetros se mantuvieron constantes. Se consideró el efecto de la dosis de catalizador sobre la oxidación del tiofeno. Como se muestra en la figura, la reducción de tiofeno mejoró al aumentar la cantidad de catalizador. Esto puede atribuirse al aumento de los sitios activos catalíticos18,26. Aparentemente, 1,5 g de catalizador habían ofrecido suficientes sitios catalíticos activos para lograr la eliminación completa del tiofeno.

Efecto de la dosis de catalizador sobre la desulfuración oxidativa, las condiciones del experimento: tiempo = 30 min; aceite para modelo, 50 mL; acetonitrilo, 50 ml; O/L = 3:1; 25 ºC.

Habitualmente, existe dificultad para mezclar completamente la fase acuosa y la fase oleosa usando agitación mecánica normal. Así, se estudió el efecto de los ultrasonidos exponiendo el medio de reacción a radiación de ultrasonidos y se comparó su efecto con el obtenido mediante mezcla mecánica. Los resultados mostrados en la Fig. 10 indican que el % de eliminación de azufre fue del 100% usando ultrasonido mientras que fue del 95,7% usando agitación mecánica en las condiciones estudiadas. Esto puede atribuirse a la influencia física de las ondas ultrasónicas que proporcionan acción mecánica, cavitaciones y generan calor que puede formar una microemulsión entre la fase acuosa y la fase oleosa, mejorando así la interacción mutua entre las moléculas. Esto llevó a acelerar el proceso de oxidación25,26.

El efecto de la sonicación en la eliminación de azufre. Condiciones de los experimentos: dosis de catalizador = 0,5 g; aceite para modelo, 50 mL; acetonitrilo, 50 ml; (O/L) = 3:1; 25 ºC.

Las condiciones óptimas determinadas anteriormente para la desulfuración oxidativa del aceite modelo estudiado (tiopeno en n-hexano) se aplicaron para eliminar azufre de un petróleo crudo real suministrado por Alexandria Petroleum Company. Como el crudo real tiene una viscosidad muy alta, era imprescindible calentar el crudo antes del proceso de oxidación. Como se muestra en la Fig. 11, se estudiaron tres temperaturas diferentes (60, 80 y 100 °C), mientras que los demás parámetros optimizados se mantuvieron constantes. Según los resultados dados en la figura, la eliminación de azufre aumentó al aumentar la temperatura de precalentamiento de 50 a 100 °C. Esto puede deberse a que el aumento de la temperatura reduce la tensión superficial del líquido y, por lo tanto, aumenta la creación de cavitaciones, lo que resulta en un aumento de la tasa de desulfuración oxidativa29,30. La Figura 10 muestra que la eliminación más alta lograda fue del 90% a una temperatura de precalentamiento de 100 °C en presencia de ondas de ultrasonido.

Efecto de la temperatura de precalentamiento sobre el % de eliminación de azufre. Condiciones óptimas de los experimentos: dosis de catalizador = 0,5 g; aceite para modelo, 50 mL; acetonitrilo, 50 ml; (O/L) = 3:1.

El catalizador gastado se separó después de cada experimento mediante centrifugación y se lavó con acetonitrilo para eliminar el producto de oxidación adsorbido (sulfona), luego se secó durante 24 h al vacío para su regeneración. El catalizador regenerado se reutilizó para eliminar tiofeno utilizando el parámetro operativo óptimo predeterminado para el proceso de desulfuración oxidativa. Como se muestra en la Fig. 12, el rendimiento catalítico del catalizador disminuyó al 80% después de cinco ciclos.

Reciclaje del catalizador usado en la eliminación de azufre en la desulfuración oxidativa.

Cabe mencionar que la regeneración repetida de un catalizador puede provocar una disminución de la actividad del catalizador debido a varios factores:

Pérdida de sitios activos: cada ciclo de regeneración puede resultar en la pérdida o desactivación de sitios activos en la superficie del catalizador. Acumulación de incrustaciones o contaminación del catalizador: a pesar de los esfuerzos de regeneración, los contaminantes o agentes incrustantes pueden acumularse en la superficie del catalizador durante múltiples ciclos de regeneración. Es posible que las impurezas residuales, los subproductos de la reacción o los depósitos de reacciones anteriores no se eliminen por completo, lo que provoca el bloqueo de los sitios activos o el impedimento de la difusión del reactivo. Esta acumulación puede reducir gradualmente la actividad catalítica general del catalizador. Degradación del catalizador o cambios estructurales: los ciclos de regeneración repetidos pueden causar cambios estructurales o degradación del propio material del catalizador.

La Figura 13 ilustra la oxidación del tiofeno durante el proceso de desulfuración oxidativa. Primero, se generaron radicales libres activos (HO2•) mediante la reacción del H2O2 con los sitios ácidos de Brønsted en el PET-MIL-53 (Al) preparado como catalizador. Luego, los radicales formados oxidaron el tiofeno a las sulfonas correspondientes. Debido a su alta polaridad, las sulfonas formadas podrían eliminarse fácilmente de la fase oleosa del modelo mediante acetonitrilo como disolvente polar.

Mecanismo propuesto de desulfuración oxidativa de tiofeno utilizando PET-MIL-53 (Al).

Para garantizar que los radicales OH sean los responsables de la reacción catalítica, se realizó la prueba ATR-FTIR para la mezcla de reacción antes y después de la adición de H2O2 y el inicio de la reacción (después de 5 min). A partir del espectro FRIR obtenido que se muestra en la Fig. 14, era obvio que hay un aumento en las intensidades del estiramiento del OH, lo que puede explicarse por la formación de radicales OH después de la adición de H2O2.

Espectros ATR-FTIR de la mezcla de reacción (a) antes de agregar H2O2, (b) 5 minutos después de la adición de H2O2. Condiciones de reacción: (Acetonitrilo 40 ml, peróxido de hidrógeno 120 ml, aceite 40 ml, dosis de catalizador 0,5 g).

La aplicación de MOF a base de Al sintetizado verde utilizando botellas de PET de desecho como fuente para el conector orgánico en la desulfuración oxidativa del petróleo crudo da como resultado una reducción significativa en las cantidades de compuestos orgánicos de azufre. Se estudiaron y optimizaron los efectos de la temperatura de reacción, el tiempo de reacción y la cantidad de oxidante a relación molar de aceite sobre la tasa de desulfuración. Además, el efecto de las ondas ultrasónicas se compara con el de la mezcla mecánica. Los resultados mostraron que los ultrasonidos exhiben un efecto positivo, donde la dosis de catalizador fue de aproximadamente 0,5 g y la relación H2O2/Aceite fue de 1:3 a 50 °C durante 30 min.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente previa solicitud razonable.

Svinterikos, E., Zuburtikudis, I. y Al-marzouqi, M. Nanomateriales de carbono para la desulfuración por adsorción de combustibles. J. Nanotecnología. 2019, 1-13 (2019).

Artículo de Google Scholar

Siddiqui, SU y Ahmed, K. Métodos de desulfuración de petróleo crudo. Ciencia. En t. 28(2), 1169-1173 (2016).

Google Académico

Jiang, W. y col. Activación de oxígeno mejorada lograda mediante catalizadores robustos derivados de un solo átomo de cromo en la desulfuración oxidativa aeróbica. ACS Catal 12, 8623–8631 (2022).

Artículo CAS Google Scholar

Pedram-rad, T., Es, Z. & Ahmadpour, A. Desulfuración por adsorción de gasolina modelo mediante el uso de bentonita modificada. J. Química del azufre. 2018, 1-17 (2018).

Google Académico

Shakirullah, M., Ahmad, I., Ahmad, W. & Ishaq, M. Estudio de desulfuración de productos derivados del petróleo mediante extracción. J.Chil. Química. Soc. 2, 179–183 (2010).

Google Académico

Jiang, W. y col. Fabricación in situ de óxido de molibdeno defectuoso confinado en sílice hueca para mejorar la desulfuración oxidativa catalítica de combustibles diesel. Combustible 305, 121470 (2021).

Artículo CAS Google Scholar

Al-bidry, MA & Azeez, RA Eliminación de componentes de azufre del petróleo crudo pesado mediante arcilla natural. Ain Shams Ing. J. 11 (4), 1265–1273 (2020).

Artículo de Google Scholar

Sikandar, S., Ahmad, I. y Ahmad, W. Estudio de desulfuración por adsorción de combustibles líquidos utilizando carbón activado impregnado con estaño (Sn). J. Peligro. Madre. 304, 205–213 (2016).

Artículo de Google Scholar

Duarte, FA et al. Eliminación de azufre de fracciones de petróleo hidrotratadas mediante un proceso de desulfuración oxidativa asistida por ultrasonidos. Combustible 90, 2158–2164 (2011).

Artículo CAS Google Scholar

Attia, M., Farag, S., Jaffer, A. y Chaouki, J. Eliminación de metales y azufre del aceite de petróleo mediante un nuevo agente y proceso de desmetalización-desulfuración. J. Limpio. Pinchar. 275, 124177 (2020).

Artículo CAS Google Scholar

Tugrul, A. & Tavman, A. Sonoquímica ultrasónica Desulfuración sonooxidativa de combustibles utilizando catalizadores heterogéneos y homogéneos: una revisión completa. Ultrasonido. Sonochem. 83, 105845 (2022).

Artículo de Google Scholar

Javadli, R. & De Klerk, A. Desulfuración de petróleo pesado. Aplica. Petroquímica. Res. 1, 3-19 (2012).

Artículo CAS Google Scholar

Salama, E., Ossman, M., Hamdy, A., Shokry, H. y Elkady, MF Material compuesto magnético MOF para la descontaminación del rojo 81 directo del agua contaminada. AIP Avanzado. 025349, 13 (2023).

Google Académico

Rashed, AE, Nasser, A., Elkady, MF, Matsushita, Y. & El-moneim, AA Efecto de la calibración de temperatura sobre la actividad de FTS y la selectividad del producto utilizando un catalizador de Fe-MOF. Caso Stud. Química. Reinar. Ing. 7, 100300 (2023).

Artículo CAS Google Scholar

Zhang, Y., Li, G., Kong, L. & Lu, H. Desulfuración oxidativa profunda catalizada por estructuras organometálicas a base de Ti. Combustible 219, 103–110 (2018).

Artículo CAS Google Scholar

Pascanu, V. & Inge, AK Estructuras metalorgánicas como catalizadores para la síntesis orgánica: una perspectiva crítica ́. Mermelada. Química. Soc. Eficaz. 141, 7223–7234 (2019).

Artículo CAS Google Scholar

Alhumaimess, MS Estructuras metalorgánicas y sus aplicaciones catalíticas. J. Química saudita. Soc. 24, 461–473 (2020).

Artículo CAS Google Scholar

Ebrahimi, SL, Khosravi-nikou, MR, Hashemabadi, SH Un estudio experimental sobre los parámetros operativos de la desulfuración oxidativa asistida por ultrasonido. 8(3), 1–17 (2019).

Foglar, L., Margeta, D. & Sertic, K. Desulfuración oxidativa asistida por ultrasonido de combustible diésel modelo. Aplica. Acústico. 103, 202–206 (2016).

Artículo de Google Scholar

Estephane, G. & Lancelot, C. Reactividad de compuestos de azufre en las ODS de alimentaciones modelo y reales en catalizadores basados ​​en W-SBA. RSC Avanzado. 8, 13714–13721 (2018).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Taheri, A. & Babakhani, EG Estudio de parámetros de síntesis de MIL-53 (Al) utilizando metodología de diseño experimental para la separación de CO 2 / CH 4. Adsorber. Ciencia. Tecnología. 39, 247–269 (2018).

Artículo de Google Scholar

Li, Z. y col. La estructura metal-orgánica MIL-53 (Al) está construida a partir de múltiples fuentes metálicas: alúmina, hidróxido de aluminio y boehmita. Química. EUR. J 21, 6913–6920 (2015).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Sun, L., Yin, M., Li, Z. & Tang, S. Síntesis solvotérmica sencilla asistida por microondas de tereftalato de aluminio en forma de varilla [MIL-53 (Al)] para la adsorción de CO2. J. Ind. Ing. Química. 112, 279–286 (2022).

Artículo CAS Google Scholar

Wan, M. y col. Desulfuración oxidativa asistida por ultrasonido (UAOD) utilizando ácido fosfotúngstico: efecto de los parámetros del proceso en la eliminación de azufre. Desalinización. Tratamiento de agua. 47, 96-104 (2012).

Artículo CAS Google Scholar

Chen, T. & Shen, Y. Optimización de la eliminación de tiofeno mediante un proceso de desulfuración oxidativa asistido por ultrasonido 1,2 1. Environ. Ing. Ciencia. 29, 623–629 (2012).

Artículo CAS Google Scholar

Afzalinia, A., Mirzaie, A., Nikseresht, A. & Musabeygi, T. Ultrasonidos Sonoquímica Proceso de desulfuración oxidativa asistida por ultrasonido de combustible líquido mediante ácido fosfotúngstico encapsulado en un MOF interpenetrante a base de Zn (II) funcionalizado con amina como catalizador. Ultrasonido. Sonochem. 34, 713–720 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Zhao, M., Han, P. & Lu, X. Desulfuración oxidativa fotocatalítica asistida por ultrasonido de modelo diésel. Mascota. Ciencia. Tecnología. ISSN 6466, 1–5 (2017).

Google Académico

Seyedi, MS, Bahmaei, M. & Farshi, A. Desulfuración oxidativa de queroseno en presencia de. Orientar. J. química. 31, 2–6 (2015).

Artículo de Google Scholar

Lin, Y. et al. Estudio de sonoquímica sobre desulfuración oxidativa asistida por ultrasonidos para petróleo crudo. Ultrasonido. Sonochem. 63, 104946 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Khodaei, B., Amin, M. y Shahrokh, S. Optimización de la desulfuración oxidativa asistida por ultrasonido de queroseno con alto contenido de azufre utilizando la metodología de superficie de respuesta (RSM). Tecnología limpia. Reinar. Política 18, 2677–2689 (2016).

Artículo CAS Google Scholar

Descargar referencias

Financiamiento de acceso abierto proporcionado por la Autoridad de Financiamiento de Ciencia, Tecnología e Innovación (STDF) en cooperación con el Banco Egipcio de Conocimiento (EKB).

Alexandria Petroleum Company, Alejandría, Egipto

Rodaina Metawea

Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad de Alejandría, Alejandría, Egipto

Rodaina Metawea, Hassan A. Farag y El-Sayed El-Ashtoukhy

Departamento de Investigación de Tecnología de Fabricación, Instituto de Investigación de Tecnología Avanzada y Nuevos Materiales (ATNMRI), Ciudad de Investigación Científica y Aplicaciones Tecnológicas (SRTA-City), Alejandría, 21934, Egipto

Mona M. Abd El-Latif y Eman M. El-Sayed

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

Los autores HF, MA, EME y EE concibieron y diseñaron el estudio de investigación. El autor RM realizó los experimentos y recopiló los datos. El autor EME diseñó los experimentos y realizó el análisis de datos. El autor RM y el autor EME escribieron conjuntamente el manuscrito. Los autores HF, MA y EE realizaron revisiones y ediciones críticas del manuscrito. Todos los autores revisaron y aprobaron la versión final para su envío.

Correspondencia a Eman M. El-Sayed.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Springer Nature se mantiene neutral con respecto a reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Acceso Abierto Este artículo está bajo una Licencia Internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, compartir, adaptación, distribución y reproducción en cualquier medio o formato, siempre y cuando se dé el crédito apropiado al autor(es) original(es) y a la fuente. proporcione un enlace a la licencia Creative Commons e indique si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la normativa legal o excede el uso permitido, deberá obtener permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Metawea, R., Farag, HA, El-Ashtoukhy, ES. et al. Los ultrasonidos asistieron a la desulfuración oxidativa en un solo recipiente del combustible modelo utilizando tereftalato de aluminio sintetizado verde [MIL-53(Al)]. Informe científico 13, 13728 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-40955-3

Descargar cita

Recibido: 22 de abril de 2023

Aceptado: 18 de agosto de 2023

Publicado: 22 de agosto de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-40955-3

Cualquier persona con la que comparta el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, actualmente no hay un enlace para compartir disponible para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenidos Springer Nature SharedIt

Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.