汽油脫硫用活性炭

　　活(huo)性炭(tan)用于汽(qi)油(you)脫硫(liu)，以球形(xing)孔(kong)(kong)二(er)(er)氧化(hua)硅為模板(ban)制備活(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑。通過X射線衍射，掃描電子顯微(wei)鏡(jing)和氮吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)解吸(xi)(xi)(xi)等溫線研(yan)究合成材料(liao)。活(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)二(er)(er)苯(ben)已試驗(yan)已經(jing)被測試并噻(sai)命令(ling)(DBT)硫(liu)化(hua)合物作為汽(qi)油(you)燃(ran)料(liao)的(de)模型。由于活(huo)性炭(tan)中(zhong)孔(kong)(kong)體積(ji)大，比表面積(ji)高，活(huo)性炭(tan)顯示出(chu)更高的(de)硫(liu)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)。結果證實了活(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑孔(kong)(kong)徑及其表面化(hua)學(xue)對從石油(you)燃(ran)料(liao)中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)二(er)(er)苯(ben)并噻(sai)命的(de)重要性。

　　去(qu)除(chu)(chu)液態(tai)烴燃料(liao)中(zhong)的(de)有(you)機硫(liu)(liu)化(hua)合(he)物已成為煉油(you)(you)(you)廠(chang)的(de)重要一步。去(qu)除(chu)(chu)硫(liu)(liu)化(hua)合(he)物的(de)主要目(mu)的(de)是(shi)減少(shao)空氣(qi)污染(ran)。汽油(you)(you)(you)加(jia)(jia)工過程(cheng)中(zhong)，汽油(you)(you)(you)燃料(liao)中(zhong)所有(you)含硫(liu)(liu)烴通過催化(hua)加(jia)(jia)氫(qing)脫(tuo)硫(liu)(liu)反應變(bian)為無硫(liu)(liu)化(hua)合(he)物H2S。但(dan)(dan)催化(hua)加(jia)(jia)氫(qing)脫(tuo)硫(liu)(liu)工藝是(shi)汽油(you)(you)(you)燃料(liao)脫(tuo)硫(liu)(liu)*著名的(de)技(ji)術。但(dan)(dan)是(shi)，它不能(neng)去(qu)除(chu)(chu)專(zhuan)業(ye)的(de)噻(sai)命類化(hua)合(he)物(TC)，包(bao)括二苯并噻(sai)命(DBT)，四、六-二甲(jia)基(四、六-DMDBT)，和苯并噻(sai)吩(BT)。因(yin)此，這些(xie)看似好的(de)工藝在很大(da)程(cheng)度上(shang)導致了超低硫(liu)(liu)汽油(you)(you)(you)生(sheng)產所需的(de)操作條件。在設計，制備，測試(shi)和升級(ji)，有(you)效，實用和強大(da)的(de)深度和超深度脫(tuo)硫(liu)(liu)系統(如(ru)脫(tuo)硫(liu)(liu)催化(hua)劑和活性(xing)炭(tan)吸附(fu)劑)方面(mian)正在進行(xing)大(da)量嘗試(shi)。

　　在(zai)本研究中(zhong)，由于(yu)其定(ding)制的孔(kong)隙率、高(gao)比表面積、高(gao)穩定(ding)性(xing)和上述介孔(kong)結構的功能便(bian)利性(xing)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)由二(er)氧化(hua)(hua)硅(gui)模(mo)板(ban)合成。我(wo)們(men)有各種活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)前(qian)體，如植物纖維(wei)、植物外殼和煤(mei)材(cai)料(liao)。以木纖維(wei)為活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)前(qian)體。碳(tan)化(hua)(hua)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)在(zai)二(er)氧化(hua)(hua)硅(gui)模(mo)板(ban)的中(zhong)孔(kong)網絡中(zhong)形成活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)骨架(jia)。氫(qing)氧化(hua)(hua)鈉或氫(qing)氟酸儲存在(zai)氧化(hua)(hua)硅(gui)模(mo)板(ban)中(zhong)。

　　合成活性炭

　　使用AlSBA-16制備活(huo)性(xing)炭(tan)，然后通(tong)過AlCl 3(0.113g，在(zai)50mL乙醇中(zhong)(zhong)(zhong))乙醇溶(rong)(rong)液(ye)加入1.0g SBA-合成活(huo)性(xing)炭(tan)并(bing)采用超聲處理(li)。1小(xiao)時(shi)后，乙醇溶(rong)(rong)劑在(zai)旋(xuan)轉蒸發器(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)完全蒸發，樣品在(zai)560℃在(zai)空氣中(zhong)(zhong)(zhong)煅燒4小(xiao)時(shi)。為制備活(huo)性(xing)炭(tan)，將(jiang)FA溶(rong)(rong)解在(zai)40/60體積(ji)比中(zhong)(zhong)(zhong)TMB中(zhong)(zhong)(zhong)，并(bing)將(jiang)OA加入到(dao)含(han)有0.535ml g-1的該溶(rong)(rong)液(ye)。所得溶(rong)(rong)液(ye)在(zai)AlSBA-孔中(zhong)(zhong)(zhong)過濾。完全混合后，將(jiang)混合物放置在(zai)35℃烤箱1小(xiao)時(shi)，100℃放置1小(xiao)時(shi)。將(jiang)獲得的樣品為350℃進一步加熱2小(xiao)時(shi)。在(zai)室溫(wen)下(xia)冷卻樣品后，加0.268mL活(huo)性(xing)炭(tan)原料。樣品將(jiang)再(zai)次100和(he)350℃加熱。*終加熱(碳化)900℃下(xia)進行(xing)。所有加熱處理(li)均采用配有多孔塞(sai)的石英反應器(qi)(qi)進行(xing)。

　　活性炭(tan)樣品SEM圖(tu)像。

　　具有S和(he)(he)N以不同的(de)(de)方(fang)式對基團(tuan)活(huo)性炭表(biao)面(mian)(mian)進行(xing)了官能化，如： 硫17和(he)(he)在(zai)(zai)(zai)高溫下使用CS 2 18處(chu)理(li)，表(biao)面(mian)(mian)COOH基團(tuan)與H 2NR化合物的(de)(de)直(zhi)接反應和(he)(he)吡唑啉酮(tong)的(de)(de)直(zhi)接表(biao)面(mian)(mian)沉積(ji)衍生工具。然而，這些方(fang)法在(zai)(zai)(zai)一(yi)般(ban)復雜程序中效率較(jiao)低。本文描(miao)述了一(yi)種用于在(zai)(zai)(zai)活(huo)性炭表(biao)面(mian)(mian)引入(ru)S和(he)(he)N雜原子(zi)分子(zi)的(de)(de)簡單(dan)通用方(fang)法。使用以下反應方(fang)案-COOH基團(tuan)開始(shi)在(zai)(zai)(zai)碳表(biao)面(mian)(mian)引入(ru)S和(he)(he)N基團(tuan)。在(zai)(zai)(zai)這項工作(zuo)中使用的(de)(de)S和(he)(he)N表(biao)1中描(miao)述了分子(zi)。

　　對(dui)于-COOH，-COCl中間(jian)體和通(tong)過和EDT和EDA獲得的(de)材料獲得的(de)反(fan)(fan)應IR圖1顯示(shi)光譜。在與(yu)(yu)SOCl 紅外(wai)光譜(圖1b)大約1700、1350、1210和790cm -一個新的(de)、明確的(de)定義(yi)帶(dai)(dai)(dai)與(yu)(yu)-COCl基(ji)團的(de)形(xing)成(cheng)明顯相(xiang)關。C 6 H 5 COCl 的(de)IR光譜顯示(shi)完(wan)全(quan)相(xiang)同的(de)譜帶(dai)(dai)(dai)。另一方面，也(ye)可(ke)(ke)以注意到原帶(dai)(dai)(dai)的(de)存在，這(zhe)可(ke)(ke)能表(biao)明活性(xing)炭表(biao)面并不全(quan)部-COOH基(ji)與(yu)(yu)SOCl 2 21反(fan)(fan)應。

　　與EDT活性炭反(fan)應后(hou)IR光譜(圖1c)表明-COCl與HSR形成化合物反(fan)應-COSR。觀(guan)察到-COCl典型帶消失，觀(guan)察和(he)(he)觀(guan)察EDT1400、1200、750和(he)(he)700分子相關cm -清晰吸(xi)(xi)收1處。通過與EDA反(fan)應獲得的材料IR光譜(圖1d)也表明HNHR與表面基團(tuan)-COCl有以下(xia)條帶：1720cm -1(-C = O)， 1675和(he)(he)1600cm -1(-NH)，1520cm -1(-RCONHR)，950-1000cm -1 (DTE特(te)(te)征(zheng)(zheng)帶)和(he)(he)1200cm -1(-CN)和(he)(he)3000-3500cm -1 (NH)。已經(jing)觀(guan)察到和(he)(he)DMTH和(he)(he)TEA功能(neng)相似(si)的結(jie)果是典型的-COSR和(he)(he)-CONHR基團(tuan)帶和(he)(he)R基團(tuan)的特(te)(te)征(zheng)(zheng)被(bei)吸(xi)(xi)收。

　　金屬吸附活性炭

　　表面存在-SH和-NH基(ji)團22Hg 2  ，Zn 2  ，Cd 2 和Pb 2 吸附(fu)離子等(deng)重金屬(shu)的(de)潛力很大。在這項工作中(zhong)獲(huo)得的(de)材料(liao)也被測試(shi)了(le)Pb  2，Cu  2和Ni  吸附(fu)在水(shui)溶液中(zhong)。未處理的(de)活性(xing)炭，EDT(C / S)和EDA(N / C)官(guan)能(neng)活性(xing)炭的(de)吸附(fu)比較見圖(tu)2。

　　可見，活性炭的官能化強烈增(zeng)加了其對不同(tong)金屬的吸(xi)附。結果表明，EDT能更有效地吸(xi)附功能材料Ni  2，而(er)EDA活性炭與Pb  陽離子相互作用(yong)較(jiao)強。

　　可(ke)通(tong)過(guo)表(biao)面(mian)(mian)化學改(gai)性(xing)定制活(huo)性(xing)炭，生產具有獨特(te)性(xing)質和(he)(he)具體(ti)應(ying)用(yong)的材料。這(zhe)些改(gai)性(xing)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)鍵(jian)表(biao)面(mian)(mian)中(zhong)間體(ti)進行(xing)-COOH進行(xing)。含活(huo)性(xing)炭-COOH該基團具有優異的陽離子交換性(xing)能，可(ke)作為(wei)(wei)(wei)水(shui)中(zhong)金屬污(wu)染物的吸附劑。這(zhe)些-COOH 基團可(ke)以(yi)轉化為(wei)(wei)(wei)-COCl 這(zhe)對活(huo)性(xing)炭表(biao)面(mian)(mian)的其他分子接枝和(he)(he)通(tong)用(yong)基團非常反應(ying)。幾個S可(ke)以(yi)很(hen)容易地與(yu)該酰(xian)氯(lv)中(zhong)間體(ti)混(hun)合N分子(例如HSR和(he)(he)HNR 2)與(yu)碳表(biao)面(mian)(mian)結(jie)合。這(zhe)些S和(he)(he)N作為(wei)(wei)(wei)金屬吸附劑，官能化碳顯示出巨大的潛力，

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