汽油脫硫用活性炭

　　活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)用(yong)于汽油脫硫(liu)，以球形(xing)孔二氧化(hua)硅(gui)為(wei)(wei)模(mo)(mo)板制備活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)劑。通(tong)過(guo)X射線衍(yan)射，掃描電子(zi)顯(xian)微鏡和(he)氮吸(xi)附(fu)解吸(xi)等溫線研(yan)究合(he)成材料(liao)。活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)二苯(ben)已(yi)試(shi)驗已(yi)經被測(ce)試(shi)并(bing)(bing)噻命(ming)令(DBT)硫(liu)化(hua)合(he)物作(zuo)為(wei)(wei)汽油燃料(liao)的模(mo)(mo)型。由于活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)中孔體積(ji)大，比表面(mian)積(ji)高，活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)顯(xian)示出更(geng)高的硫(liu)吸(xi)附(fu)。結果證(zheng)實了(le)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)劑孔徑及其表面(mian)化(hua)學對從石油燃料(liao)中吸(xi)附(fu)二苯(ben)并(bing)(bing)噻命(ming)的重(zhong)要性。

　　去除液(ye)態(tai)烴燃(ran)料中的有機硫(liu)(liu)化(hua)合(he)物(wu)已(yi)成為煉油(you)(you)廠(chang)的重要一步。去除硫(liu)(liu)化(hua)合(he)物(wu)的主要目的是(shi)(shi)減少(shao)空氣(qi)污染。汽油(you)(you)加工(gong)過(guo)(guo)程(cheng)中，汽油(you)(you)燃(ran)料中所有含(han)硫(liu)(liu)烴通(tong)過(guo)(guo)催化(hua)加氫脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)反應變為無硫(liu)(liu)化(hua)合(he)物(wu)H2S。但催化(hua)加氫脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)工(gong)藝(yi)是(shi)(shi)汽油(you)(you)燃(ran)料脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)*著名的技術(shu)。但是(shi)(shi)，它不能去除專業的噻命(ming)類化(hua)合(he)物(wu)(TC)，包括(kuo)二苯并噻命(ming)(DBT)，四(si)、六-二甲基(ji)(四(si)、六-DMDBT)，和(he)苯并噻吩(BT)。因此，這些看似好的工(gong)藝(yi)在很(hen)大程(cheng)度上導(dao)致了超低(di)硫(liu)(liu)汽油(you)(you)生產所需的操作條件。在設計(ji)，制備，測試和(he)升級，有效，實用和(he)強(qiang)大的深度和(he)超深度脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)系統(tong)(如脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)催化(hua)劑和(he)活性炭吸附劑)方(fang)面(mian)正在進行(xing)大量(liang)嘗試。

　　在本研究中，由于其定(ding)制的(de)孔(kong)隙率、高比表面(mian)積、高穩定(ding)性和(he)上述介孔(kong)結(jie)構(gou)的(de)功能便利性，活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)由二氧化(hua)硅(gui)模(mo)板(ban)(ban)合成(cheng)。我(wo)們有各種活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)前(qian)體，如植物纖維、植物外殼和(he)煤材料。以木纖維為活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)前(qian)體。碳化(hua)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)在二氧化(hua)硅(gui)模(mo)板(ban)(ban)的(de)中孔(kong)網絡(luo)中形成(cheng)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)骨架。氫(qing)(qing)氧化(hua)鈉或(huo)氫(qing)(qing)氟酸(suan)儲存在氧化(hua)硅(gui)模(mo)板(ban)(ban)中。

　　合成活性炭

　　使用(yong)AlSBA-16制備活(huo)性(xing)炭，然后通過AlCl 3(0.113g，在50mL乙(yi)醇中(zhong))乙(yi)醇溶液加入(ru)1.0g SBA-合成活(huo)性(xing)炭并采用(yong)超聲處理(li)。1小(xiao)時后，乙(yi)醇溶劑(ji)在旋轉蒸發器(qi)中(zhong)完全蒸發，樣品在560℃在空氣中(zhong)煅燒4小(xiao)時。為制備活(huo)性(xing)炭，將FA溶解(jie)在40/60體積比中(zhong)TMB中(zhong)，并將OA加入(ru)到含有0.535ml g-1的(de)該溶液。所(suo)得(de)(de)溶液在AlSBA-孔中(zhong)過濾。完全混(hun)合后，將混(hun)合物放置(zhi)在35℃烤箱1小(xiao)時，100℃放置(zhi)1小(xiao)時。將獲得(de)(de)的(de)樣品為350℃進(jin)(jin)一步加熱(re)(re)2小(xiao)時。在室溫下冷卻樣品后，加0.268mL活(huo)性(xing)炭原料。樣品將再次(ci)100和350℃加熱(re)(re)。*終加熱(re)(re)(碳化)900℃下進(jin)(jin)行(xing)(xing)。所(suo)有加熱(re)(re)處理(li)均采用(yong)配(pei)有多孔塞的(de)石英(ying)反(fan)應器(qi)進(jin)(jin)行(xing)(xing)。

　　活性炭(tan)樣品(pin)SEM圖像(xiang)。

　　具有S和N以(yi)(yi)不同的方(fang)式(shi)對基(ji)團(tuan)(tuan)活性炭(tan)表(biao)面(mian)進行了官能化(hua)，如： 硫17和在高溫(wen)下使用(yong)CS 2 18處理，表(biao)面(mian)COOH基(ji)團(tuan)(tuan)與H 2NR化(hua)合物的直接反應(ying)和吡唑啉酮的直接表(biao)面(mian)沉(chen)積衍生工具。然而，這些(xie)方(fang)法在一般復雜程序中(zhong)(zhong)效率較低。本(ben)文描述(shu)了一種用(yong)于(yu)在活性炭(tan)表(biao)面(mian)引(yin)(yin)入S和N雜原子(zi)分(fen)子(zi)的簡單通(tong)用(yong)方(fang)法。使用(yong)以(yi)(yi)下反應(ying)方(fang)案-COOH基(ji)團(tuan)(tuan)開始在碳表(biao)面(mian)引(yin)(yin)入S和N基(ji)團(tuan)(tuan)。在這項(xiang)工作中(zhong)(zhong)使用(yong)的S和N表(biao)1中(zhong)(zhong)描述(shu)了分(fen)子(zi)。

　　對于-COOH，-COCl中(zhong)間體和(he)(he)(he)通過和(he)(he)(he)EDT和(he)(he)(he)EDA獲得的(de)(de)材(cai)料獲得的(de)(de)反應IR圖1顯示光譜(pu)(pu)。在與(yu)SOCl 紅(hong)外光譜(pu)(pu)(圖1b)大約1700、1350、1210和(he)(he)(he)790cm -一個新的(de)(de)、明(ming)確的(de)(de)定義帶(dai)與(yu)-COCl基(ji)團的(de)(de)形成明(ming)顯相關。C 6 H 5 COCl 的(de)(de)IR光譜(pu)(pu)顯示完(wan)全相同的(de)(de)譜(pu)(pu)帶(dai)。另一方面(mian)，也可以注意到原帶(dai)的(de)(de)存在，這可能表(biao)明(ming)活性炭表(biao)面(mian)并不(bu)全部-COOH基(ji)與(yu)SOCl 2 21反應。

　　與EDT活(huo)性炭反(fan)應后(hou)IR光譜(圖1c)表(biao)明-COCl與HSR形成化合物反(fan)應-COSR。觀察到(dao)(dao)-COCl典型帶消(xiao)失，觀察和(he)(he)觀察EDT1400、1200、750和(he)(he)700分子相(xiang)(xiang)關cm -清(qing)晰吸收(shou)1處。通過與EDA反(fan)應獲得的(de)材料IR光譜(圖1d)也表(biao)明HNHR與表(biao)面基團-COCl有以下條帶：1720cm -1(-C = O)， 1675和(he)(he)1600cm -1(-NH)，1520cm -1(-RCONHR)，950-1000cm -1 (DTE特征(zheng)帶)和(he)(he)1200cm -1(-CN)和(he)(he)3000-3500cm -1 (NH)。已經觀察到(dao)(dao)和(he)(he)DMTH和(he)(he)TEA功(gong)能相(xiang)(xiang)似(si)的(de)結(jie)果是典型的(de)-COSR和(he)(he)-CONHR基團帶和(he)(he)R基團的(de)特征(zheng)被吸收(shou)。

　　金屬吸附活性炭

　　表面存在-SH和(he)-NH基(ji)團22Hg 2  ，Zn 2  ，Cd 2 和(he)Pb 2 吸附離子等重金屬的(de)潛(qian)力很大。在這項工作中獲(huo)得的(de)材料也被測試了Pb  2，Cu  2和(he)Ni  吸附在水(shui)溶液中。未(wei)處理的(de)活(huo)性炭，EDT(C / S)和(he)EDA(N / C)官能活(huo)性炭的(de)吸附比較見(jian)圖2。

　　可見(jian)，活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)官(guan)能化強(qiang)烈增加了其對不同金屬(shu)的(de)吸附。結果表明(ming)，EDT能更有效地吸附功能材料Ni  2，而EDA活性(xing)(xing)炭(tan)與(yu)Pb  陽離子相互作用較(jiao)強(qiang)。

　　可通(tong)(tong)過(guo)表面(mian)化學改性定(ding)制活(huo)性炭(tan)，生產具有(you)獨特性質和具體(ti)應用(yong)(yong)的(de)材(cai)料。這(zhe)些(xie)改性可以通(tong)(tong)過(guo)鍵表面(mian)中(zhong)間(jian)體(ti)進行-COOH進行。含活(huo)性炭(tan)-COOH該基團(tuan)具有(you)優異的(de)陽離子(zi)(zi)交換性能，可作為水中(zhong)金屬污染物(wu)的(de)吸附(fu)劑(ji)。這(zhe)些(xie)-COOH 基團(tuan)可以轉化為-COCl 這(zhe)對活(huo)性炭(tan)表面(mian)的(de)其他分子(zi)(zi)接(jie)枝和通(tong)(tong)用(yong)(yong)基團(tuan)非常反應。幾個(ge)S可以很容易(yi)地與(yu)(yu)該酰氯中(zhong)間(jian)體(ti)混(hun)合N分子(zi)(zi)(例如HSR和HNR 2)與(yu)(yu)碳表面(mian)結合。這(zhe)些(xie)S和N作為金屬吸附(fu)劑(ji)，官能化碳顯示出巨大的(de)潛力(li)，

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