加快推进成品油质量升级,对改善环境、治理雾霾、促进可持续绿色发展具有重要意义。降低车用燃料中有害物质的含量尤其是硫含量,对减少机动车污染物排放至关重要。因此,研发低硫或无硫清洁车用燃料生产技术,适应日益严格的排放标准,已成为研究热点。离子液体(ILs)因具有高稳定性、结构可调等优点,已广泛用于车用燃料脱硫研究。但是,当前所开发的ILs存在萃取脱硫率低和选择性差等问题。所以设计合成新型、高效的ILs成为本领域的研究重点。本文通过调整ILs的阴阳离子种类和结构,合成了一系列双阳离子液体(DILs),并将其用于车用燃料萃取脱硫。本文合成了两类共7种具有脱硫效果的DILs,第一类为咪唑类,分别为[C2(Mim)2](HSO4)2、[C4(Mim)2](HSO4)2、[C2(Mim)2](PTSA)2、[C4(Mim)2](PTSA)2;第二类为吡啶类,分别为[C4(BPy)2](HSO4)2、[C2(BPy)2](PTSA)2、[C4(BPy)2](PTSA)2。测定了 DILs的基本物理性质参数,其中密度、黏度、界面张力和酸强度范围分别为1.27～1.41 g/cm3、210～1339mPa.s、4.64～6.86mN/m和1.28～1.52。利用红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1HNMR)对合成物质进行了结构表征,证实了合成的物质结构与DILs理想结构一致。以合成的DILs为萃取剂,对FCC汽油进行萃取脱硫过程研究。对DILs的筛选实验表明,[C2(Mim)2](HSO4)2的萃取脱硫效果最佳。对于DIL3～DIL8,H0增加,脱硫率降低;H0减小,脱硫率增加;即脱硫率增减与酸强度增减呈正相关联系。对萃取脱硫的实验操作条件进行了考察与优化,在剂油质量比2:1、萃取温度30 ℃和萃取时间30 min条件下,[C2(Mim)2](HSO4)2对1#FCC汽油的单级萃取脱硫率可达79.72%;经过5级萃取,1#FCC汽油硫含量从756.4 μg/g降至9.5μg/g,实现了深度脱硫。[C2(Mim)2](HSO4)2经过六次循环使用后,仍具有较好的脱硫效果;采用萃取法对[C2(Mim)2](HSO4)2进行再生,将再生前后的[C2(Mim)2](HSO4)2的结构进行FT-IR和1H NMR表征对比,发现再生后的化学结构没有发生变化,再生的[C2(Mim)2](HSO4)2对1#FCC汽油的脱硫率达到76.14%,其脱硫性能没有明显降低。此外,针对不同产地的油品,研究了[C2(Mim)2](HSO4)2萃取脱硫的适应性,实验结果表明,[C2(Mim)2](HSO4)2对不同油品萃取脱硫表现出良好的适应性。本文对比了 DILs与单阳离子液体(MILs)的萃取脱硫效果,并对DILs萃取脱硫机理进行了研究讨论。实验结果表明,对于阴阳离子种类相同的DILs与MILs,DILs的萃取脱硫效果明显优于MILs。通过1H NMR表征,得出DILs萃取脱硫过程的主要是通过π-π键相互作用力将含硫化合物萃取至DILs相,实现脱硫的目的。DILs的萃取脱硫效果优于MILs的原因是DILs阳离子体积较大,具有更高的芳香族π电子密度,可以在DILs的芳香阳离子与含硫化合物之间产生更强的π-π作用力,进而具有更好的萃取脱硫效果。