汽油脫硫用活性炭

　　活性(xing)(xing)炭(tan)用于汽油脫(tuo)硫(liu)，以球形孔二(er)氧(yang)化(hua)硅為模(mo)板制備活性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)。通過X射(she)線衍射(she)，掃描(miao)電(dian)子顯微(wei)鏡和(he)氮吸(xi)附(fu)(fu)解吸(xi)等(deng)溫(wen)線研究合(he)成材(cai)料(liao)。活性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)二(er)苯(ben)已試(shi)驗已經被(bei)測試(shi)并噻(sai)命令(DBT)硫(liu)化(hua)合(he)物作為汽油燃(ran)料(liao)的(de)模(mo)型。由于活性(xing)(xing)炭(tan)中孔體積大(da)，比表(biao)(biao)面(mian)積高(gao)，活性(xing)(xing)炭(tan)顯示出(chu)更高(gao)的(de)硫(liu)吸(xi)附(fu)(fu)。結(jie)果(guo)證實了活性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)孔徑及其(qi)表(biao)(biao)面(mian)化(hua)學對從(cong)石油燃(ran)料(liao)中吸(xi)附(fu)(fu)二(er)苯(ben)并噻(sai)命的(de)重(zhong)要(yao)性(xing)(xing)。

　　去(qu)除(chu)液態烴燃料中的(de)有機硫(liu)化合物(wu)已成為煉油(you)廠的(de)重要一步(bu)。去(qu)除(chu)硫(liu)化合物(wu)的(de)主要目的(de)是(shi)減少空氣污染。汽(qi)油(you)加(jia)工(gong)過程(cheng)中，汽(qi)油(you)燃料中所(suo)有含硫(liu)烴通(tong)過催化加(jia)氫(qing)(qing)脫(tuo)(tuo)硫(liu)反應(ying)變為無(wu)硫(liu)化合物(wu)H2S。但催化加(jia)氫(qing)(qing)脫(tuo)(tuo)硫(liu)工(gong)藝(yi)是(shi)汽(qi)油(you)燃料脫(tuo)(tuo)硫(liu)*著名的(de)技術。但是(shi)，它(ta)不(bu)能去(qu)除(chu)專(zhuan)業(ye)的(de)噻(sai)命(ming)類化合物(wu)(TC)，包(bao)括二苯并噻(sai)命(ming)(DBT)，四、六-二甲基(ji)(四、六-DMDBT)，和(he)(he)苯并噻(sai)吩(BT)。因此，這些(xie)看似(si)好的(de)工(gong)藝(yi)在(zai)很大程(cheng)度上導(dao)致(zhi)了超低硫(liu)汽(qi)油(you)生(sheng)產所(suo)需的(de)操作條件。在(zai)設計，制(zhi)備，測(ce)試和(he)(he)升級，有效(xiao)，實用和(he)(he)強大的(de)深(shen)度和(he)(he)超深(shen)度脫(tuo)(tuo)硫(liu)系統(tong)(如(ru)脫(tuo)(tuo)硫(liu)催化劑和(he)(he)活性(xing)炭吸附劑)方面正在(zai)進行大量嘗(chang)試。

　　在(zai)本研究中(zhong)(zhong)，由于其定(ding)制的孔隙率、高比表面(mian)積、高穩定(ding)性(xing)和上述(shu)介孔結構的功能便利性(xing)，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)由二(er)氧化(hua)(hua)(hua)硅模(mo)(mo)板合成(cheng)(cheng)。我(wo)們(men)有各(ge)種活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)前體，如植物(wu)纖維(wei)、植物(wu)外殼和煤材料。以(yi)木纖維(wei)為活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)前體。碳化(hua)(hua)(hua)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)在(zai)二(er)氧化(hua)(hua)(hua)硅模(mo)(mo)板的中(zhong)(zhong)孔網絡中(zhong)(zhong)形(xing)成(cheng)(cheng)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)骨(gu)架。氫氧化(hua)(hua)(hua)鈉或(huo)氫氟酸儲存在(zai)氧化(hua)(hua)(hua)硅模(mo)(mo)板中(zhong)(zhong)。

　　合成活性炭

　　使用AlSBA-16制備(bei)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)，然后(hou)(hou)(hou)通過(guo)AlCl 3(0.113g，在(zai)(zai)(zai)50mL乙(yi)(yi)(yi)醇(chun)(chun)中(zhong)(zhong))乙(yi)(yi)(yi)醇(chun)(chun)溶(rong)液(ye)加(jia)入1.0g SBA-合成(cheng)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)并(bing)采(cai)用超聲處(chu)理(li)(li)。1小時(shi)后(hou)(hou)(hou)，乙(yi)(yi)(yi)醇(chun)(chun)溶(rong)劑(ji)在(zai)(zai)(zai)旋轉蒸發器(qi)中(zhong)(zhong)完全(quan)蒸發，樣(yang)(yang)品(pin)(pin)在(zai)(zai)(zai)560℃在(zai)(zai)(zai)空氣(qi)中(zhong)(zhong)煅燒(shao)4小時(shi)。為制備(bei)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)，將(jiang)(jiang)FA溶(rong)解在(zai)(zai)(zai)40/60體積比中(zhong)(zhong)TMB中(zhong)(zhong)，并(bing)將(jiang)(jiang)OA加(jia)入到含有(you)(you)0.535ml g-1的該溶(rong)液(ye)。所得(de)溶(rong)液(ye)在(zai)(zai)(zai)AlSBA-孔(kong)中(zhong)(zhong)過(guo)濾。完全(quan)混合后(hou)(hou)(hou)，將(jiang)(jiang)混合物(wu)放(fang)(fang)置在(zai)(zai)(zai)35℃烤箱1小時(shi)，100℃放(fang)(fang)置1小時(shi)。將(jiang)(jiang)獲得(de)的樣(yang)(yang)品(pin)(pin)為350℃進(jin)一步加(jia)熱2小時(shi)。在(zai)(zai)(zai)室溫下冷卻樣(yang)(yang)品(pin)(pin)后(hou)(hou)(hou)，加(jia)0.268mL活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)原料。樣(yang)(yang)品(pin)(pin)將(jiang)(jiang)再次100和(he)350℃加(jia)熱。*終加(jia)熱(碳化)900℃下進(jin)行。所有(you)(you)加(jia)熱處(chu)理(li)(li)均采(cai)用配有(you)(you)多孔(kong)塞的石英反應器(qi)進(jin)行。

　　活性炭樣品SEM圖像(xiang)。

　　具(ju)有S和(he)N以不同的(de)方式(shi)對基(ji)團活性(xing)炭表面(mian)進行了官能化(hua)，如： 硫(liu)17和(he)在(zai)高溫下使(shi)用CS 2 18處理，表面(mian)COOH基(ji)團與H 2NR化(hua)合物的(de)直(zhi)(zhi)接反應和(he)吡唑(zuo)啉(lin)酮的(de)直(zhi)(zhi)接表面(mian)沉積(ji)衍(yan)生工(gong)具(ju)。然而，這些方法在(zai)一般復雜(za)程(cheng)序中效(xiao)率較低。本文描述(shu)了一種用于在(zai)活性(xing)炭表面(mian)引(yin)入S和(he)N雜(za)原子(zi)分子(zi)的(de)簡單通用方法。使(shi)用以下反應方案-COOH基(ji)團開始在(zai)碳表面(mian)引(yin)入S和(he)N基(ji)團。在(zai)這項(xiang)工(gong)作中使(shi)用的(de)S和(he)N表1中描述(shu)了分子(zi)。

　　對于(yu)-COOH，-COCl中間體和(he)通(tong)過和(he)EDT和(he)EDA獲(huo)得的(de)材料獲(huo)得的(de)反應(ying)IR圖(tu)(tu)1顯(xian)示(shi)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)。在與(yu)SOCl 紅外(wai)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(圖(tu)(tu)1b)大約1700、1350、1210和(he)790cm -一(yi)個新(xin)的(de)、明確的(de)定(ding)義帶(dai)與(yu)-COCl基(ji)團(tuan)的(de)形成明顯(xian)相關(guan)。C 6 H 5 COCl 的(de)IR光(guang)(guang)譜(pu)(pu)顯(xian)示(shi)完全相同的(de)譜(pu)(pu)帶(dai)。另一(yi)方面，也(ye)可(ke)以注意到(dao)原帶(dai)的(de)存(cun)在，這可(ke)能(neng)表(biao)明活(huo)性(xing)炭表(biao)面并(bing)不全部(bu)-COOH基(ji)與(yu)SOCl 2 21反應(ying)。

　　與EDT活性炭反應后IR光譜(圖1c)表(biao)明(ming)-COCl與HSR形成化合物反應-COSR。觀(guan)(guan)察(cha)(cha)到-COCl典型帶(dai)消失(shi)，觀(guan)(guan)察(cha)(cha)和(he)觀(guan)(guan)察(cha)(cha)EDT1400、1200、750和(he)700分子相(xiang)(xiang)關cm -清(qing)晰(xi)吸收1處。通過與EDA反應獲得的材料IR光譜(圖1d)也(ye)表(biao)明(ming)HNHR與表(biao)面基團-COCl有以(yi)下條帶(dai)：1720cm -1(-C = O)， 1675和(he)1600cm -1(-NH)，1520cm -1(-RCONHR)，950-1000cm -1 (DTE特征(zheng)帶(dai))和(he)1200cm -1(-CN)和(he)3000-3500cm -1 (NH)。已經(jing)觀(guan)(guan)察(cha)(cha)到和(he)DMTH和(he)TEA功能相(xiang)(xiang)似的結果(guo)是典型的-COSR和(he)-CONHR基團帶(dai)和(he)R基團的特征(zheng)被吸收。

　　金屬吸附活性炭

　　表面(mian)存(cun)在(zai)-SH和(he)-NH基(ji)團22Hg 2  ，Zn 2  ，Cd 2 和(he)Pb 2 吸(xi)附離(li)子(zi)等重金屬的(de)潛(qian)力很大。在(zai)這項工作(zuo)中獲(huo)得的(de)材料也被測試了Pb  2，Cu  2和(he)Ni  吸(xi)附在(zai)水溶液中。未處理的(de)活(huo)性炭(tan)，EDT(C / S)和(he)EDA(N / C)官能活(huo)性炭(tan)的(de)吸(xi)附比(bi)較見(jian)圖2。

　　可見，活(huo)性炭的官能(neng)化強烈(lie)增加(jia)了其對不同金屬的吸附。結果表明(ming)，EDT能(neng)更有(you)效(xiao)地吸附功能(neng)材(cai)料Ni  2，而EDA活(huo)性炭與Pb  陽(yang)離子相互作用(yong)較強。

　　可通(tong)過表(biao)面化學改性(xing)(xing)(xing)定(ding)制(zhi)活性(xing)(xing)(xing)炭，生產(chan)具有(you)獨(du)特性(xing)(xing)(xing)質和(he)具體應(ying)用(yong)的(de)材料。這(zhe)些(xie)(xie)改性(xing)(xing)(xing)可以通(tong)過鍵表(biao)面中(zhong)(zhong)間(jian)體進(jin)行-COOH進(jin)行。含(han)活性(xing)(xing)(xing)炭-COOH該(gai)基團具有(you)優異(yi)的(de)陽離(li)子(zi)交換性(xing)(xing)(xing)能，可作為水中(zhong)(zhong)金屬污染物的(de)吸附劑。這(zhe)些(xie)(xie)-COOH 基團可以轉化為-COCl 這(zhe)對活性(xing)(xing)(xing)炭表(biao)面的(de)其他分(fen)子(zi)接枝和(he)通(tong)用(yong)基團非常反應(ying)。幾個S可以很(hen)容易地(di)與該(gai)酰(xian)氯中(zhong)(zhong)間(jian)體混合N分(fen)子(zi)(例如HSR和(he)HNR 2)與碳表(biao)面結合。這(zhe)些(xie)(xie)S和(he)N作為金屬吸附劑，官能化碳顯示出巨大的(de)潛力，

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