汽油脫硫用活性炭

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭用于汽(qi)油脫硫，以球形孔(kong)二(er)氧化硅為模板制(zhi)備活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)附劑。通過(guo)X射線衍射，掃(sao)描電(dian)子顯(xian)微鏡(jing)和氮吸(xi)(xi)(xi)附解吸(xi)(xi)(xi)等(deng)溫線研究合成材料。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)附二(er)苯(ben)已試驗已經(jing)被(bei)測試并噻命(ming)令(DBT)硫化合物(wu)作為汽(qi)油燃料的模型。由于活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭中孔(kong)體積(ji)大，比(bi)表(biao)面積(ji)高，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭顯(xian)示出更高的硫吸(xi)(xi)(xi)附。結果(guo)證實了活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)附劑孔(kong)徑(jing)及其表(biao)面化學對從石油燃料中吸(xi)(xi)(xi)附二(er)苯(ben)并噻命(ming)的重(zhong)要性(xing)(xing)。

　　去(qu)除液態烴(jing)(jing)燃(ran)料(liao)中(zhong)的(de)有機硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)合(he)物已成(cheng)為煉油(you)廠的(de)重要一步。去(qu)除硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)合(he)物的(de)主(zhu)要目的(de)是減少空氣(qi)污染。汽油(you)加工(gong)過程中(zhong)，汽油(you)燃(ran)料(liao)中(zhong)所有含硫(liu)(liu)(liu)(liu)烴(jing)(jing)通(tong)過催(cui)化(hua)加氫(qing)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)反(fan)應(ying)變為無硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)合(he)物H2S。但催(cui)化(hua)加氫(qing)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)工(gong)藝(yi)是汽油(you)燃(ran)料(liao)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)*著名的(de)技術。但是，它不能去(qu)除專業(ye)的(de)噻(sai)命類(lei)化(hua)合(he)物(TC)，包括(kuo)二苯(ben)并噻(sai)命(DBT)，四(si)、六(liu)-二甲基(四(si)、六(liu)-DMDBT)，和(he)苯(ben)并噻(sai)吩(BT)。因此，這些看似(si)好的(de)工(gong)藝(yi)在很大程度上導致了超(chao)(chao)低硫(liu)(liu)(liu)(liu)汽油(you)生產(chan)所需的(de)操作條件。在設計，制備，測試和(he)升(sheng)級，有效，實(shi)用和(he)強(qiang)大的(de)深度和(he)超(chao)(chao)深度脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)系(xi)統(如(ru)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)催(cui)化(hua)劑和(he)活(huo)性(xing)炭(tan)吸附(fu)劑)方(fang)面正在進行大量嘗(chang)試。

　　在(zai)(zai)本研究中(zhong)(zhong)，由于其定(ding)制的孔隙率、高(gao)比表面積(ji)、高(gao)穩定(ding)性和上述介孔結構的功(gong)能便(bian)利性，活(huo)性炭(tan)由二氧化(hua)硅模(mo)板(ban)(ban)合成。我們有(you)各種活(huo)性炭(tan)前體，如植(zhi)物纖維(wei)(wei)、植(zhi)物外殼和煤材料。以木纖維(wei)(wei)為活(huo)性炭(tan)前體。碳(tan)化(hua)活(huo)性炭(tan)在(zai)(zai)二氧化(hua)硅模(mo)板(ban)(ban)的中(zhong)(zhong)孔網(wang)絡中(zhong)(zhong)形成活(huo)性炭(tan)骨(gu)架。氫氧化(hua)鈉或氫氟酸(suan)儲(chu)存在(zai)(zai)氧化(hua)硅模(mo)板(ban)(ban)中(zhong)(zhong)。

　　合成活性炭

　　使用AlSBA-16制備活性(xing)(xing)炭，然后通過AlCl 3(0.113g，在(zai)(zai)(zai)50mL乙(yi)醇中(zhong))乙(yi)醇溶(rong)液(ye)加(jia)入(ru)1.0g SBA-合成活性(xing)(xing)炭并采(cai)用超聲(sheng)處理。1小(xiao)(xiao)時后，乙(yi)醇溶(rong)劑在(zai)(zai)(zai)旋轉蒸發(fa)器中(zhong)完全(quan)(quan)蒸發(fa)，樣品(pin)在(zai)(zai)(zai)560℃在(zai)(zai)(zai)空氣中(zhong)煅(duan)燒4小(xiao)(xiao)時。為制備活性(xing)(xing)炭，將(jiang)FA溶(rong)解在(zai)(zai)(zai)40/60體積比中(zhong)TMB中(zhong)，并將(jiang)OA加(jia)入(ru)到(dao)含(han)有(you)0.535ml g-1的該(gai)溶(rong)液(ye)。所(suo)得溶(rong)液(ye)在(zai)(zai)(zai)AlSBA-孔中(zhong)過濾。完全(quan)(quan)混合后，將(jiang)混合物放置在(zai)(zai)(zai)35℃烤箱(xiang)1小(xiao)(xiao)時，100℃放置1小(xiao)(xiao)時。將(jiang)獲得的樣品(pin)為350℃進(jin)一步(bu)加(jia)熱2小(xiao)(xiao)時。在(zai)(zai)(zai)室溫下冷卻樣品(pin)后，加(jia)0.268mL活性(xing)(xing)炭原料。樣品(pin)將(jiang)再次100和350℃加(jia)熱。*終加(jia)熱(碳化)900℃下進(jin)行。所(suo)有(you)加(jia)熱處理均采(cai)用配有(you)多孔塞的石英反應器進(jin)行。

　　活性炭樣(yang)品(pin)SEM圖(tu)像。

　　具有S和(he)(he)N以(yi)不同的(de)(de)方(fang)式(shi)對基團活性(xing)炭(tan)表(biao)(biao)(biao)面(mian)進行了官能化，如： 硫17和(he)(he)在(zai)(zai)高溫(wen)下使(shi)用(yong)CS 2 18處理(li)，表(biao)(biao)(biao)面(mian)COOH基團與H 2NR化合物的(de)(de)直接(jie)反應(ying)和(he)(he)吡唑啉酮的(de)(de)直接(jie)表(biao)(biao)(biao)面(mian)沉積衍(yan)生工具。然(ran)而，這(zhe)些方(fang)法在(zai)(zai)一(yi)般復雜程序中(zhong)效率較(jiao)低。本(ben)文(wen)描述了一(yi)種(zhong)用(yong)于(yu)在(zai)(zai)活性(xing)炭(tan)表(biao)(biao)(biao)面(mian)引入(ru)S和(he)(he)N雜原子分(fen)子的(de)(de)簡單通用(yong)方(fang)法。使(shi)用(yong)以(yi)下反應(ying)方(fang)案-COOH基團開始在(zai)(zai)碳表(biao)(biao)(biao)面(mian)引入(ru)S和(he)(he)N基團。在(zai)(zai)這(zhe)項工作中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)(de)S和(he)(he)N表(biao)(biao)(biao)1中(zhong)描述了分(fen)子。

　　對于-COOH，-COCl中(zhong)間體和通(tong)過和EDT和EDA獲(huo)得的(de)(de)材料獲(huo)得的(de)(de)反應(ying)IR圖(tu)1顯示光譜(pu)。在與SOCl 紅外光譜(pu)(圖(tu)1b)大約1700、1350、1210和790cm -一(yi)個新的(de)(de)、明(ming)(ming)確(que)的(de)(de)定義帶與-COCl基團的(de)(de)形成明(ming)(ming)顯相關。C 6 H 5 COCl 的(de)(de)IR光譜(pu)顯示完全(quan)相同的(de)(de)譜(pu)帶。另一(yi)方(fang)面(mian)，也可以注意到原帶的(de)(de)存在，這可能(neng)表(biao)明(ming)(ming)活性炭表(biao)面(mian)并不全(quan)部(bu)-COOH基與SOCl 2 21反應(ying)。

　　與(yu)EDT活性炭反(fan)應(ying)后IR光譜(pu)(pu)(圖1c)表明(ming)-COCl與(yu)HSR形成化合物反(fan)應(ying)-COSR。觀(guan)(guan)察(cha)(cha)到-COCl典型帶消失，觀(guan)(guan)察(cha)(cha)和觀(guan)(guan)察(cha)(cha)EDT1400、1200、750和700分子(zi)相(xiang)關cm -清晰吸(xi)收1處。通過與(yu)EDA反(fan)應(ying)獲得的(de)材料IR光譜(pu)(pu)(圖1d)也表明(ming)HNHR與(yu)表面(mian)基團(tuan)-COCl有以下條帶：1720cm -1(-C = O)， 1675和1600cm -1(-NH)，1520cm -1(-RCONHR)，950-1000cm -1 (DTE特征(zheng)帶)和1200cm -1(-CN)和3000-3500cm -1 (NH)。已經觀(guan)(guan)察(cha)(cha)到和DMTH和TEA功能相(xiang)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(zheng)被吸(xi)收。

　　金屬吸附活性炭

　　表面(mian)存在(zai)-SH和-NH基團(tuan)22Hg 2  ，Zn 2  ，Cd 2 和Pb 2 吸(xi)(xi)附離子(zi)等重金屬的(de)潛力(li)很大。在(zai)這項工作中獲得的(de)材(cai)料也(ye)被測試了Pb  2，Cu  2和Ni  吸(xi)(xi)附在(zai)水溶液中。未(wei)處理的(de)活性(xing)炭(tan)，EDT(C / S)和EDA(N / C)官能活性(xing)炭(tan)的(de)吸(xi)(xi)附比較見(jian)圖2。

　　可見，活性(xing)炭的官(guan)能化(hua)強(qiang)烈增加了其(qi)對不同金屬的吸(xi)(xi)附。結果表明，EDT能更有效地吸(xi)(xi)附功能材料(liao)Ni  2，而EDA活性(xing)炭與(yu)Pb  陽離子相互作用較強(qiang)。

　　可(ke)通(tong)(tong)過表(biao)(biao)面(mian)化(hua)學改性(xing)(xing)(xing)定(ding)制活性(xing)(xing)(xing)炭，生產(chan)具(ju)有獨(du)特性(xing)(xing)(xing)質和(he)具(ju)體應(ying)用(yong)的(de)(de)材料(liao)。這(zhe)(zhe)些改性(xing)(xing)(xing)可(ke)以通(tong)(tong)過鍵表(biao)(biao)面(mian)中(zhong)間體進行-COOH進行。含活性(xing)(xing)(xing)炭-COOH該基團具(ju)有優(you)異的(de)(de)陽離子(zi)交換性(xing)(xing)(xing)能，可(ke)作為(wei)水中(zhong)金(jin)屬(shu)污(wu)染物(wu)的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)劑。這(zhe)(zhe)些-COOH 基團可(ke)以轉(zhuan)化(hua)為(wei)-COCl 這(zhe)(zhe)對活性(xing)(xing)(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)其他分(fen)子(zi)接枝(zhi)和(he)通(tong)(tong)用(yong)基團非常反應(ying)。幾個S可(ke)以很容易地與(yu)該酰氯中(zhong)間體混合N分(fen)子(zi)(例如HSR和(he)HNR 2)與(yu)碳表(biao)(biao)面(mian)結合。這(zhe)(zhe)些S和(he)N作為(wei)金(jin)屬(shu)吸(xi)附(fu)(fu)劑，官能化(hua)碳顯示(shi)出(chu)巨(ju)大的(de)(de)潛力，

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