汽油脫硫用活性炭

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)用(yong)于(yu)汽油(you)(you)(you)脫硫(liu)(liu)，以球形孔二(er)氧(yang)化(hua)硅為模(mo)板制備活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)附劑(ji)(ji)。通過X射(she)線衍射(she)，掃描電子顯(xian)微(wei)鏡(jing)和氮吸(xi)(xi)附解吸(xi)(xi)等溫線研(yan)究合(he)成材料。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)附二(er)苯已試驗(yan)已經(jing)被(bei)測試并(bing)噻命令(DBT)硫(liu)(liu)化(hua)合(he)物作為汽油(you)(you)(you)燃(ran)料的模(mo)型。由于(yu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)中孔體(ti)積(ji)大，比表面積(ji)高，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)顯(xian)示出更(geng)高的硫(liu)(liu)吸(xi)(xi)附。結果證實了活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)附劑(ji)(ji)孔徑及其表面化(hua)學對從石油(you)(you)(you)燃(ran)料中吸(xi)(xi)附二(er)苯并(bing)噻命的重要性(xing)。

　　去(qu)除液態烴燃(ran)料中的(de)有(you)機(ji)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)合物已成為(wei)煉油廠(chang)的(de)重要一步。去(qu)除硫(liu)(liu)化(hua)(hua)合物的(de)主要目的(de)是減少空(kong)氣(qi)污(wu)染。汽(qi)(qi)油加(jia)工(gong)(gong)(gong)過(guo)程中，汽(qi)(qi)油燃(ran)料中所有(you)含硫(liu)(liu)烴通(tong)過(guo)催化(hua)(hua)加(jia)氫脫(tuo)硫(liu)(liu)反應變為(wei)無硫(liu)(liu)化(hua)(hua)合物H2S。但(dan)催化(hua)(hua)加(jia)氫脫(tuo)硫(liu)(liu)工(gong)(gong)(gong)藝是汽(qi)(qi)油燃(ran)料脫(tuo)硫(liu)(liu)*著名的(de)技術。但(dan)是，它(ta)不能去(qu)除專(zhuan)業的(de)噻(sai)命類化(hua)(hua)合物(TC)，包括二苯(ben)并噻(sai)命(DBT)，四(si)、六-二甲(jia)基(ji)(四(si)、六-DMDBT)，和苯(ben)并噻(sai)吩(BT)。因此，這些看似好(hao)的(de)工(gong)(gong)(gong)藝在(zai)很大程度上導致(zhi)了(le)超(chao)低硫(liu)(liu)汽(qi)(qi)油生產所需的(de)操作條件。在(zai)設計(ji)，制備，測試(shi)和升級，有(you)效，實用和強(qiang)大的(de)深(shen)度和超(chao)深(shen)度脫(tuo)硫(liu)(liu)系統(如脫(tuo)硫(liu)(liu)催化(hua)(hua)劑和活性炭吸附劑)方面正在(zai)進行大量(liang)嘗(chang)試(shi)。

　　在本研究中(zhong)(zhong)，由(you)于其定(ding)制的孔隙率、高比表面積、高穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)和(he)(he)上述介孔結構(gou)的功能便利性(xing)(xing)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)由(you)二(er)氧(yang)化硅(gui)模板(ban)(ban)合(he)成(cheng)(cheng)。我們有各種活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)前體，如植(zhi)物纖(xian)維(wei)、植(zhi)物外殼和(he)(he)煤材料。以木纖(xian)維(wei)為活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)前體。碳化活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)在二(er)氧(yang)化硅(gui)模板(ban)(ban)的中(zhong)(zhong)孔網絡中(zhong)(zhong)形成(cheng)(cheng)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)骨(gu)架。氫氧(yang)化鈉或氫氟(fu)酸儲(chu)存在氧(yang)化硅(gui)模板(ban)(ban)中(zhong)(zhong)。

　　合成活性炭

　　使用AlSBA-16制備活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)，然后(hou)通過AlCl 3(0.113g，在(zai)50mL乙醇(chun)中)乙醇(chun)溶液(ye)加(jia)入1.0g SBA-合成(cheng)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)并采(cai)用超聲(sheng)處(chu)理(li)。1小(xiao)時后(hou)，乙醇(chun)溶劑在(zai)旋轉蒸(zheng)發器(qi)中完全蒸(zheng)發，樣(yang)品在(zai)560℃在(zai)空氣中煅燒4小(xiao)時。為制備活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)，將FA溶解在(zai)40/60體積比中TMB中，并將OA加(jia)入到含有0.535ml g-1的(de)該溶液(ye)。所得溶液(ye)在(zai)AlSBA-孔中過濾(lv)。完全混(hun)合后(hou)，將混(hun)合物(wu)放置(zhi)在(zai)35℃烤箱1小(xiao)時，100℃放置(zhi)1小(xiao)時。將獲得的(de)樣(yang)品為350℃進一步加(jia)熱(re)2小(xiao)時。在(zai)室溫下冷卻樣(yang)品后(hou)，加(jia)0.268mL活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)原料。樣(yang)品將再次100和(he)350℃加(jia)熱(re)。*終加(jia)熱(re)(碳(tan)化)900℃下進行(xing)。所有加(jia)熱(re)處(chu)理(li)均采(cai)用配有多孔塞(sai)的(de)石英反應器(qi)進行(xing)。

　　活性炭樣品SEM圖像。

　　具有S和(he)N以不(bu)同的方式對(dui)基團(tuan)活(huo)性(xing)炭表(biao)(biao)面進行(xing)了官(guan)能化，如： 硫17和(he)在(zai)高溫下(xia)使(shi)用CS 2 18處理，表(biao)(biao)面COOH基團(tuan)與(yu)H 2NR化合(he)物的直接(jie)反應(ying)和(he)吡唑啉酮的直接(jie)表(biao)(biao)面沉積衍生工(gong)具。然而，這些方法(fa)在(zai)一般復雜程序中效率較(jiao)低(di)。本(ben)文描述了一種用于(yu)在(zai)活(huo)性(xing)炭表(biao)(biao)面引入(ru)S和(he)N雜原子(zi)分(fen)(fen)子(zi)的簡單通用方法(fa)。使(shi)用以下(xia)反應(ying)方案-COOH基團(tuan)開(kai)始(shi)在(zai)碳表(biao)(biao)面引入(ru)S和(he)N基團(tuan)。在(zai)這項工(gong)作中使(shi)用的S和(he)N表(biao)(biao)1中描述了分(fen)(fen)子(zi)。

　　對于-COOH，-COCl中間體(ti)和(he)通過和(he)EDT和(he)EDA獲得的(de)(de)材料獲得的(de)(de)反(fan)應(ying)IR圖1顯示(shi)光(guang)譜(pu)。在(zai)與SOCl 紅外(wai)光(guang)譜(pu)(圖1b)大約1700、1350、1210和(he)790cm -一(yi)(yi)個新的(de)(de)、明(ming)確的(de)(de)定(ding)義帶與-COCl基團(tuan)的(de)(de)形成(cheng)明(ming)顯相(xiang)關。C 6 H 5 COCl 的(de)(de)IR光(guang)譜(pu)顯示(shi)完(wan)全相(xiang)同的(de)(de)譜(pu)帶。另一(yi)(yi)方(fang)面，也可以注意(yi)到原帶的(de)(de)存在(zai)，這(zhe)可能(neng)表(biao)明(ming)活性炭表(biao)面并不(bu)全部-COOH基與SOCl 2 21反(fan)應(ying)。

　　與EDT活(huo)性炭反(fan)應(ying)后IR光譜(圖1c)表(biao)(biao)明(ming)-COCl與HSR形成化合物(wu)反(fan)應(ying)-COSR。觀察(cha)到-COCl典型帶消失，觀察(cha)和觀察(cha)EDT1400、1200、750和700分子(zi)相關cm -清晰吸收1處。通過與EDA反(fan)應(ying)獲得的(de)材料IR光譜(圖1d)也表(biao)(biao)明(ming)HNHR與表(biao)(biao)面基團(tuan)-COCl有以下(xia)條帶：1720cm -1(-C = O)， 1675和1600cm -1(-NH)，1520cm -1(-RCONHR)，950-1000cm -1 (DTE特征帶)和1200cm -1(-CN)和3000-3500cm -1 (NH)。已(yi)經觀察(cha)到和DMTH和TEA功(gong)能相似的(de)結果是典型的(de)-COSR和-CONHR基團(tuan)帶和R基團(tuan)的(de)特征被吸收。

　　金屬吸附活性炭

　　表(biao)面存在(zai)-SH和(he)(he)-NH基(ji)團22Hg 2  ，Zn 2  ，Cd 2 和(he)(he)Pb 2 吸附(fu)離子等重金屬的(de)潛力很(hen)大。在(zai)這(zhe)項工(gong)作中獲得的(de)材料也被測試了Pb  2，Cu  2和(he)(he)Ni  吸附(fu)在(zai)水(shui)溶(rong)液中。未處理的(de)活性(xing)炭，EDT(C / S)和(he)(he)EDA(N / C)官能活性(xing)炭的(de)吸附(fu)比(bi)較見圖2。

　　可(ke)見(jian)，活(huo)性炭(tan)的官能(neng)(neng)化(hua)強烈增加了其對不同金屬(shu)的吸附。結果表明(ming)，EDT能(neng)(neng)更有效地吸附功能(neng)(neng)材料(liao)Ni  2，而EDA活(huo)性炭(tan)與(yu)Pb  陽離(li)子相互作(zuo)用(yong)較(jiao)強。

　　可(ke)通(tong)過表(biao)(biao)面化學改性(xing)定制活性(xing)炭，生產具(ju)有(you)獨(du)特性(xing)質(zhi)和(he)具(ju)體應用的材料。這(zhe)(zhe)些(xie)改性(xing)可(ke)以通(tong)過鍵(jian)表(biao)(biao)面中間體進行(xing)-COOH進行(xing)。含活性(xing)炭-COOH該(gai)基團具(ju)有(you)優異的陽離子(zi)(zi)交(jiao)換性(xing)能，可(ke)作為水中金屬(shu)污染(ran)物的吸附劑。這(zhe)(zhe)些(xie)-COOH 基團可(ke)以轉化為-COCl 這(zhe)(zhe)對活性(xing)炭表(biao)(biao)面的其他分子(zi)(zi)接枝和(he)通(tong)用基團非常反(fan)應。幾(ji)個(ge)S可(ke)以很容易地與(yu)該(gai)酰(xian)氯中間體混合(he)(he)N分子(zi)(zi)(例如HSR和(he)HNR 2)與(yu)碳表(biao)(biao)面結合(he)(he)。這(zhe)(zhe)些(xie)S和(he)N作為金屬(shu)吸附劑，官能化碳顯示出巨大的潛力(li)，

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