汽油脫硫用活性炭

　　活性(xing)炭(tan)(tan)用于(yu)(yu)汽油脫硫(liu)，以球形孔(kong)二氧化硅為模(mo)板制備活性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)劑。通過X射(she)線(xian)(xian)衍射(she)，掃描電子顯微鏡和氮吸(xi)附(fu)(fu)解吸(xi)等溫線(xian)(xian)研究合成材料(liao)(liao)。活性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)二苯(ben)已試(shi)驗已經被測試(shi)并噻命令(DBT)硫(liu)化合物(wu)作為汽油燃料(liao)(liao)的(de)模(mo)型。由于(yu)(yu)活性(xing)炭(tan)(tan)中(zhong)孔(kong)體積(ji)大，比(bi)表面積(ji)高(gao)，活性(xing)炭(tan)(tan)顯示出(chu)更高(gao)的(de)硫(liu)吸(xi)附(fu)(fu)。結(jie)果證實(shi)了活性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)劑孔(kong)徑及其表面化學對從石油燃料(liao)(liao)中(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)二苯(ben)并噻命的(de)重(zhong)要性(xing)。

　　去除(chu)液態烴(jing)燃(ran)料中的(de)(de)有機(ji)硫(liu)化合(he)物(wu)已(yi)成為(wei)煉油廠的(de)(de)重(zhong)要一步。去除(chu)硫(liu)化合(he)物(wu)的(de)(de)主要目的(de)(de)是(shi)減少(shao)空氣(qi)污染。汽(qi)油加(jia)工過程中，汽(qi)油燃(ran)料中所有含硫(liu)烴(jing)通過催化加(jia)氫脫(tuo)硫(liu)反應(ying)變為(wei)無硫(liu)化合(he)物(wu)H2S。但催化加(jia)氫脫(tuo)硫(liu)工藝是(shi)汽(qi)油燃(ran)料脫(tuo)硫(liu)*著名的(de)(de)技術。但是(shi)，它不能去除(chu)專業的(de)(de)噻命(ming)類化合(he)物(wu)(TC)，包(bao)括二苯(ben)并噻命(ming)(DBT)，四、六(liu)-二甲(jia)基(四、六(liu)-DMDBT)，和(he)苯(ben)并噻吩(BT)。因此，這些看(kan)似(si)好的(de)(de)工藝在很大程度上導(dao)致了超低硫(liu)汽(qi)油生(sheng)產(chan)所需(xu)的(de)(de)操作(zuo)條件。在設計，制備，測試(shi)和(he)升級，有效，實用和(he)強(qiang)大的(de)(de)深度和(he)超深度脫(tuo)硫(liu)系統(如(ru)脫(tuo)硫(liu)催化劑和(he)活性炭(tan)吸附劑)方面正在進行大量(liang)嘗試(shi)。

　　在(zai)(zai)本研究中(zhong)，由(you)于其(qi)定制的(de)孔(kong)隙率(lv)、高(gao)比表(biao)面積、高(gao)穩定性(xing)和上述介孔(kong)結構的(de)功能(neng)便利性(xing)，活性(xing)炭(tan)由(you)二氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)模板合成。我們(men)有各種活性(xing)炭(tan)前體，如植(zhi)(zhi)物纖維、植(zhi)(zhi)物外殼和煤(mei)材料。以木纖維為活性(xing)炭(tan)前體。碳化(hua)(hua)活性(xing)炭(tan)在(zai)(zai)二氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)模板的(de)中(zhong)孔(kong)網絡中(zhong)形成活性(xing)炭(tan)骨架(jia)。氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鈉或氫(qing)氟酸儲存在(zai)(zai)氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)模板中(zhong)。

　　合成活性炭

　　使(shi)用(yong)AlSBA-16制(zhi)備活(huo)性炭(tan)，然(ran)后(hou)通過AlCl 3(0.113g，在(zai)(zai)50mL乙醇中(zhong)(zhong))乙醇溶(rong)(rong)液(ye)(ye)加入1.0g SBA-合(he)成(cheng)活(huo)性炭(tan)并采(cai)(cai)用(yong)超聲處理(li)。1小時(shi)后(hou)，乙醇溶(rong)(rong)劑在(zai)(zai)旋轉蒸發器中(zhong)(zhong)完全(quan)蒸發，樣(yang)(yang)品在(zai)(zai)560℃在(zai)(zai)空氣中(zhong)(zhong)煅(duan)燒(shao)4小時(shi)。為制(zhi)備活(huo)性炭(tan)，將(jiang)FA溶(rong)(rong)解在(zai)(zai)40/60體積比(bi)中(zhong)(zhong)TMB中(zhong)(zhong)，并將(jiang)OA加入到含有(you)0.535ml g-1的該溶(rong)(rong)液(ye)(ye)。所得(de)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)在(zai)(zai)AlSBA-孔(kong)中(zhong)(zhong)過濾。完全(quan)混合(he)后(hou)，將(jiang)混合(he)物放(fang)置在(zai)(zai)35℃烤箱1小時(shi)，100℃放(fang)置1小時(shi)。將(jiang)獲得(de)的樣(yang)(yang)品為350℃進一步加熱(re)2小時(shi)。在(zai)(zai)室溫下冷卻樣(yang)(yang)品后(hou)，加0.268mL活(huo)性炭(tan)原料。樣(yang)(yang)品將(jiang)再次100和350℃加熱(re)。*終加熱(re)(碳化)900℃下進行(xing)(xing)。所有(you)加熱(re)處理(li)均(jun)采(cai)(cai)用(yong)配有(you)多孔(kong)塞的石(shi)英反應器進行(xing)(xing)。

　　活性(xing)炭樣品SEM圖像。

　　具有S和(he)(he)N以(yi)(yi)不同的(de)方式對基(ji)團(tuan)活性(xing)炭表面(mian)進(jin)行了官能化，如： 硫17和(he)(he)在高溫下使用(yong)CS 2 18處理，表面(mian)COOH基(ji)團(tuan)與H 2NR化合物的(de)直接反應和(he)(he)吡唑(zuo)啉酮的(de)直接表面(mian)沉積衍生工(gong)具。然而(er)，這(zhe)些方法在一(yi)般復雜程序中(zhong)效率(lv)較低。本(ben)文描述了一(yi)種用(yong)于在活性(xing)炭表面(mian)引入S和(he)(he)N雜原子分子的(de)簡單通(tong)用(yong)方法。使用(yong)以(yi)(yi)下反應方案-COOH基(ji)團(tuan)開始(shi)在碳表面(mian)引入S和(he)(he)N基(ji)團(tuan)。在這(zhe)項工(gong)作中(zhong)使用(yong)的(de)S和(he)(he)N表1中(zhong)描述了分子。

　　對于-COOH，-COCl中間(jian)體(ti)和通過(guo)和EDT和EDA獲得(de)的(de)材料獲得(de)的(de)反應(ying)IR圖1顯(xian)(xian)示光譜(pu)。在與(yu)SOCl 紅外光譜(pu)(圖1b)大約1700、1350、1210和790cm -一個新的(de)、明確的(de)定義帶(dai)(dai)與(yu)-COCl基團的(de)形(xing)成(cheng)明顯(xian)(xian)相(xiang)關。C 6 H 5 COCl 的(de)IR光譜(pu)顯(xian)(xian)示完全(quan)相(xiang)同的(de)譜(pu)帶(dai)(dai)。另一方面，也可以注(zhu)意到原帶(dai)(dai)的(de)存在，這(zhe)可能表明活性炭表面并不(bu)全(quan)部-COOH基與(yu)SOCl 2 21反應(ying)。

　　與(yu)EDT活性炭反應后IR光譜(pu)(圖(tu)1c)表(biao)(biao)明(ming)-COCl與(yu)HSR形成化合(he)物反應-COSR。觀(guan)(guan)察(cha)到(dao)-COCl典(dian)(dian)型(xing)帶(dai)消失(shi)，觀(guan)(guan)察(cha)和(he)觀(guan)(guan)察(cha)EDT1400、1200、750和(he)700分子相關cm -清(qing)晰吸收(shou)1處。通(tong)過與(yu)EDA反應獲得的(de)材料(liao)IR光譜(pu)(圖(tu)1d)也表(biao)(biao)明(ming)HNHR與(yu)表(biao)(biao)面基團(tuan)-COCl有以(yi)下(xia)條帶(dai)：1720cm -1(-C = O)， 1675和(he)1600cm -1(-NH)，1520cm -1(-RCONHR)，950-1000cm -1 (DTE特征帶(dai))和(he)1200cm -1(-CN)和(he)3000-3500cm -1 (NH)。已(yi)經觀(guan)(guan)察(cha)到(dao)和(he)DMTH和(he)TEA功能相似(si)的(de)結果是典(dian)(dian)型(xing)的(de)-COSR和(he)-CONHR基團(tuan)帶(dai)和(he)R基團(tuan)的(de)特征被吸收(shou)。

　　金屬吸附活性炭

　　表面存(cun)在-SH和(he)-NH基(ji)團22Hg 2  ，Zn 2  ，Cd 2 和(he)Pb 2 吸(xi)附(fu)離子等重金(jin)屬的(de)潛力很大。在這項工作中獲得的(de)材料也被測試了Pb  2，Cu  2和(he)Ni  吸(xi)附(fu)在水溶液中。未處理(li)的(de)活性(xing)炭(tan)，EDT(C / S)和(he)EDA(N / C)官能活性(xing)炭(tan)的(de)吸(xi)附(fu)比(bi)較見圖2。

　　可見，活性(xing)炭的官(guan)能(neng)化強烈增加了(le)其對不同金屬的吸(xi)附。結果表(biao)明，EDT能(neng)更(geng)有(you)效(xiao)地吸(xi)附功能(neng)材料Ni  2，而EDA活性(xing)炭與Pb  陽離子相(xiang)互作(zuo)用較強。

　　可(ke)(ke)(ke)通(tong)過表(biao)面化學改性(xing)定制活性(xing)炭(tan)(tan)，生產具有(you)獨特性(xing)質和具體應用(yong)的材料。這(zhe)些改性(xing)可(ke)(ke)(ke)以(yi)通(tong)過鍵表(biao)面中(zhong)(zhong)間體進行-COOH進行。含活性(xing)炭(tan)(tan)-COOH該(gai)基團(tuan)具有(you)優異(yi)的陽離(li)子交換性(xing)能，可(ke)(ke)(ke)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)水中(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)污(wu)染(ran)物的吸附(fu)劑(ji)。這(zhe)些-COOH 基團(tuan)可(ke)(ke)(ke)以(yi)轉化為(wei)(wei)-COCl 這(zhe)對活性(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面的其他分(fen)子接枝和通(tong)用(yong)基團(tuan)非常反應。幾(ji)個S可(ke)(ke)(ke)以(yi)很(hen)容(rong)易地與(yu)該(gai)酰氯中(zhong)(zhong)間體混合(he)N分(fen)子(例如HSR和HNR 2)與(yu)碳表(biao)面結合(he)。這(zhe)些S和N作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)金(jin)屬(shu)吸附(fu)劑(ji)，官能化碳顯(xian)示出巨大的潛力，

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