汽油脫硫用活性炭

　　活(huo)性炭(tan)用于(yu)汽(qi)(qi)油脫硫，以球形孔(kong)二氧(yang)化硅為模(mo)板制備活(huo)性炭(tan)吸附(fu)劑。通(tong)過X射線(xian)衍射，掃描電子(zi)顯微鏡和氮吸附(fu)解吸等溫線(xian)研究(jiu)合(he)成(cheng)材料(liao)。活(huo)性炭(tan)吸附(fu)二苯已試(shi)驗已經被測試(shi)并噻(sai)命令(DBT)硫化合(he)物作為汽(qi)(qi)油燃料(liao)的模(mo)型。由于(yu)活(huo)性炭(tan)中孔(kong)體積大，比表面積高，活(huo)性炭(tan)顯示出更高的硫吸附(fu)。結果證實了活(huo)性炭(tan)吸附(fu)劑孔(kong)徑及其表面化學對從(cong)石(shi)油燃料(liao)中吸附(fu)二苯并噻(sai)命的重要性。

　　去除液態烴燃料(liao)中(zhong)(zhong)的(de)有機硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)已成(cheng)為煉油(you)廠(chang)的(de)重要一步。去除硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)的(de)主(zhu)要目的(de)是(shi)減(jian)少空氣污染(ran)。汽油(you)加(jia)工(gong)過(guo)程中(zhong)(zhong)，汽油(you)燃料(liao)中(zhong)(zhong)所有含硫(liu)(liu)(liu)烴通(tong)過(guo)催(cui)化(hua)(hua)(hua)加(jia)氫(qing)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)反應變為無硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)H2S。但催(cui)化(hua)(hua)(hua)加(jia)氫(qing)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)工(gong)藝是(shi)汽油(you)燃料(liao)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)*著名的(de)技術。但是(shi)，它不能去除專業(ye)的(de)噻命類(lei)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)(TC)，包括二(er)苯并噻命(DBT)，四(si)、六-二(er)甲基(四(si)、六-DMDBT)，和(he)苯并噻吩(BT)。因此(ci)，這些看(kan)似(si)好的(de)工(gong)藝在(zai)很大程度(du)上導致了超低硫(liu)(liu)(liu)汽油(you)生產所需(xu)的(de)操(cao)作條件。在(zai)設計，制(zhi)備(bei)，測(ce)試和(he)升級(ji)，有效(xiao)，實用和(he)強大的(de)深(shen)度(du)和(he)超深(shen)度(du)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)系統(如脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑和(he)活性(xing)炭(tan)吸附劑)方面正(zheng)在(zai)進行大量(liang)嘗試。

　　在本研究中(zhong)，由(you)于其(qi)定制的(de)孔(kong)隙(xi)率、高比表(biao)面(mian)積、高穩定性(xing)(xing)(xing)和上述(shu)介(jie)孔(kong)結(jie)構的(de)功(gong)能便利性(xing)(xing)(xing)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)由(you)二(er)氧(yang)化(hua)硅模(mo)(mo)板(ban)合(he)成。我們有各(ge)種活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)前體(ti)，如植(zhi)物纖(xian)(xian)維(wei)、植(zhi)物外殼(ke)和煤材(cai)料。以木纖(xian)(xian)維(wei)為(wei)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)前體(ti)。碳化(hua)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)在二(er)氧(yang)化(hua)硅模(mo)(mo)板(ban)的(de)中(zhong)孔(kong)網絡中(zhong)形成活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)骨架。氫氧(yang)化(hua)鈉(na)或氫氟(fu)酸(suan)儲(chu)存在氧(yang)化(hua)硅模(mo)(mo)板(ban)中(zhong)。

　　合成活性炭

　　使用(yong)AlSBA-16制備活(huo)性炭，然(ran)后(hou)(hou)通過(guo)AlCl 3(0.113g，在(zai)(zai)50mL乙醇中)乙醇溶(rong)液加(jia)(jia)(jia)入1.0g SBA-合成活(huo)性炭并(bing)(bing)采用(yong)超聲處理。1小(xiao)時(shi)(shi)后(hou)(hou)，乙醇溶(rong)劑(ji)在(zai)(zai)旋轉蒸(zheng)發(fa)器中完(wan)全蒸(zheng)發(fa)，樣(yang)品在(zai)(zai)560℃在(zai)(zai)空氣中煅燒(shao)4小(xiao)時(shi)(shi)。為制備活(huo)性炭，將(jiang)(jiang)FA溶(rong)解在(zai)(zai)40/60體積比中TMB中，并(bing)(bing)將(jiang)(jiang)OA加(jia)(jia)(jia)入到含(han)有(you)0.535ml g-1的(de)該溶(rong)液。所得溶(rong)液在(zai)(zai)AlSBA-孔中過(guo)濾。完(wan)全混合后(hou)(hou)，將(jiang)(jiang)混合物放置在(zai)(zai)35℃烤箱1小(xiao)時(shi)(shi)，100℃放置1小(xiao)時(shi)(shi)。將(jiang)(jiang)獲得的(de)樣(yang)品為350℃進(jin)一步加(jia)(jia)(jia)熱(re)2小(xiao)時(shi)(shi)。在(zai)(zai)室溫下(xia)冷卻樣(yang)品后(hou)(hou)，加(jia)(jia)(jia)0.268mL活(huo)性炭原料。樣(yang)品將(jiang)(jiang)再次100和350℃加(jia)(jia)(jia)熱(re)。*終加(jia)(jia)(jia)熱(re)(碳化)900℃下(xia)進(jin)行。所有(you)加(jia)(jia)(jia)熱(re)處理均(jun)采用(yong)配有(you)多孔塞的(de)石英反應器進(jin)行。

　　活性炭樣品SEM圖(tu)像。

　　具(ju)有S和N以(yi)不同的(de)(de)方式(shi)對基團(tuan)(tuan)活性(xing)炭(tan)(tan)表面(mian)進行了(le)官能化(hua)，如： 硫(liu)17和在(zai)(zai)高溫下使(shi)用(yong)CS 2 18處理(li)，表面(mian)COOH基團(tuan)(tuan)與H 2NR化(hua)合物的(de)(de)直接反(fan)應和吡唑啉酮的(de)(de)直接表面(mian)沉積(ji)衍(yan)生工具(ju)。然而，這(zhe)些方法在(zai)(zai)一(yi)般(ban)復雜程序(xu)中效(xiao)率較(jiao)低(di)。本文(wen)描述了(le)一(yi)種用(yong)于在(zai)(zai)活性(xing)炭(tan)(tan)表面(mian)引入S和N雜原子(zi)分子(zi)的(de)(de)簡單(dan)通用(yong)方法。使(shi)用(yong)以(yi)下反(fan)應方案-COOH基團(tuan)(tuan)開始在(zai)(zai)碳表面(mian)引入S和N基團(tuan)(tuan)。在(zai)(zai)這(zhe)項工作中使(shi)用(yong)的(de)(de)S和N表1中描述了(le)分子(zi)。

　　對于(yu)-COOH，-COCl中間(jian)體和通過和EDT和EDA獲(huo)得的材(cai)料獲(huo)得的反(fan)應IR圖1顯(xian)示光(guang)譜(pu)。在與SOCl 紅外光(guang)譜(pu)(圖1b)大約1700、1350、1210和790cm -一(yi)個新的、明(ming)確的定(ding)義(yi)帶與-COCl基(ji)(ji)團的形成明(ming)顯(xian)相關。C 6 H 5 COCl 的IR光(guang)譜(pu)顯(xian)示完全(quan)相同的譜(pu)帶。另(ling)一(yi)方面，也可以(yi)注意到原帶的存在，這可能(neng)表明(ming)活性炭(tan)表面并不全(quan)部(bu)-COOH基(ji)(ji)與SOCl 2 21反(fan)應。

　　與(yu)EDT活性炭反(fan)應(ying)后IR光(guang)譜(pu)(圖1c)表明-COCl與(yu)HSR形(xing)成化合(he)物反(fan)應(ying)-COSR。觀(guan)察(cha)到-COCl典型帶(dai)消失(shi)，觀(guan)察(cha)和(he)(he)(he)觀(guan)察(cha)EDT1400、1200、750和(he)(he)(he)700分子相(xiang)關cm -清晰吸收(shou)(shou)1處(chu)。通過與(yu)EDA反(fan)應(ying)獲得的材料IR光(guang)譜(pu)(圖1d)也(ye)表明HNHR與(yu)表面基團(tuan)-COCl有(you)以下條帶(dai)：1720cm -1(-C = O)， 1675和(he)(he)(he)1600cm -1(-NH)，1520cm -1(-RCONHR)，950-1000cm -1 (DTE特(te)征(zheng)帶(dai))和(he)(he)(he)1200cm -1(-CN)和(he)(he)(he)3000-3500cm -1 (NH)。已經觀(guan)察(cha)到和(he)(he)(he)DMTH和(he)(he)(he)TEA功能相(xiang)似的結果(guo)是典型的-COSR和(he)(he)(he)-CONHR基團(tuan)帶(dai)和(he)(he)(he)R基團(tuan)的特(te)征(zheng)被吸收(shou)(shou)。

　　金屬吸附活性炭

　　表面(mian)存在-SH和(he)-NH基團22Hg 2  ，Zn 2  ，Cd 2 和(he)Pb 2 吸(xi)附離子(zi)等重金屬的潛力很大。在這項工作(zuo)中獲得的材料(liao)也被測試了(le)Pb  2，Cu  2和(he)Ni  吸(xi)附在水溶液中。未處理的活性(xing)炭(tan)(tan)，EDT(C / S)和(he)EDA(N / C)官(guan)能活性(xing)炭(tan)(tan)的吸(xi)附比較見圖2。

　　可見，活(huo)性(xing)炭的官能化強(qiang)(qiang)烈增加了其對不同金屬的吸(xi)附。結(jie)果表明，EDT能更有效地吸(xi)附功(gong)能材料Ni  2，而(er)EDA活(huo)性(xing)炭與Pb  陽(yang)離(li)子相(xiang)互作(zuo)用較強(qiang)(qiang)。

　　可通過(guo)表(biao)(biao)面(mian)化學(xue)改性定制活(huo)性炭，生產具有獨特性質和具體應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)材料。這些(xie)改性可以通過(guo)鍵表(biao)(biao)面(mian)中(zhong)間體進行(xing)-COOH進行(xing)。含(han)活(huo)性炭-COOH該(gai)基團具有優異(yi)的(de)(de)(de)陽離子(zi)(zi)交換性能，可作(zuo)(zuo)為(wei)水中(zhong)金(jin)屬污染(ran)物(wu)的(de)(de)(de)吸附劑。這些(xie)-COOH 基團可以轉化為(wei)-COCl 這對活(huo)性炭表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)其他分子(zi)(zi)接(jie)枝和通用(yong)基團非常(chang)反應(ying)。幾(ji)個S可以很容易地與(yu)該(gai)酰氯(lv)中(zhong)間體混合N分子(zi)(zi)(例(li)如HSR和HNR 2)與(yu)碳(tan)表(biao)(biao)面(mian)結(jie)合。這些(xie)S和N作(zuo)(zuo)為(wei)金(jin)屬吸附劑，官能化碳(tan)顯示出巨大(da)的(de)(de)(de)潛力，

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