汽油脫硫用活性炭

　　活(huo)性(xing)炭用(yong)于汽油(you)(you)脫硫(liu)(liu)，以(yi)球形孔二(er)氧化(hua)硅為模(mo)板(ban)制備活(huo)性(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)。通過X射(she)線衍(yan)射(she)，掃描(miao)電子顯微鏡和(he)氮吸(xi)附(fu)(fu)解吸(xi)等溫線研(yan)究合(he)成材料。活(huo)性(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)二(er)苯已試(shi)驗已經被測試(shi)并噻命(ming)令(DBT)硫(liu)(liu)化(hua)合(he)物作為汽油(you)(you)燃料的(de)(de)模(mo)型(xing)。由于活(huo)性(xing)炭中孔體積(ji)(ji)大，比(bi)表面積(ji)(ji)高(gao)，活(huo)性(xing)炭顯示出更高(gao)的(de)(de)硫(liu)(liu)吸(xi)附(fu)(fu)。結果(guo)證(zheng)實了活(huo)性(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)孔徑及其表面化(hua)學(xue)對(dui)從石油(you)(you)燃料中吸(xi)附(fu)(fu)二(er)苯并噻命(ming)的(de)(de)重要性(xing)。

　　去除(chu)(chu)液態烴燃(ran)料中的有機(ji)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)合物已成為(wei)煉(lian)油(you)(you)廠(chang)的重要一步。去除(chu)(chu)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)合物的主(zhu)要目的是減少空氣污染。汽油(you)(you)加(jia)工過程中，汽油(you)(you)燃(ran)料中所(suo)有含硫(liu)(liu)(liu)烴通(tong)過催(cui)化(hua)加(jia)氫脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)反應(ying)變為(wei)無硫(liu)(liu)(liu)化(hua)合物H2S。但(dan)催(cui)化(hua)加(jia)氫脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)工藝(yi)是汽油(you)(you)燃(ran)料脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)*著名的技術。但(dan)是，它不能去除(chu)(chu)專業的噻命(ming)類化(hua)合物(TC)，包括二苯并噻命(ming)(DBT)，四、六(liu)-二甲基(ji)(四、六(liu)-DMDBT)，和(he)苯并噻吩(BT)。因此(ci)，這(zhe)些看似好的工藝(yi)在(zai)很大(da)程度上(shang)導(dao)致了超(chao)(chao)低硫(liu)(liu)(liu)汽油(you)(you)生產所(suo)需的操(cao)作條(tiao)件(jian)。在(zai)設(she)計，制備，測(ce)試(shi)和(he)升級(ji)，有效，實(shi)用和(he)強大(da)的深度和(he)超(chao)(chao)深度脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)系(xi)統(tong)(如脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)催(cui)化(hua)劑和(he)活性炭吸附劑)方(fang)面正在(zai)進行大(da)量嘗試(shi)。

　　在本研(yan)究中(zhong)(zhong)，由(you)于其定制的孔隙率、高比表面(mian)積、高穩定性(xing)和上述介孔結(jie)構的功能便(bian)利性(xing)，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)由(you)二氧(yang)(yang)化硅模(mo)板合成。我(wo)們(men)有各(ge)種(zhong)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)前(qian)(qian)體，如植物纖(xian)維、植物外殼和煤(mei)材料。以木纖(xian)維為活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)前(qian)(qian)體。碳化活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)在二氧(yang)(yang)化硅模(mo)板的中(zhong)(zhong)孔網絡中(zhong)(zhong)形成活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)骨架。氫氧(yang)(yang)化鈉或氫氟酸儲(chu)存在氧(yang)(yang)化硅模(mo)板中(zhong)(zhong)。

　　合成活性炭

　　使用(yong)AlSBA-16制(zhi)備(bei)(bei)活性(xing)炭，然后通過(guo)AlCl 3(0.113g，在50mL乙醇中(zhong))乙醇溶(rong)液(ye)(ye)加(jia)入1.0g SBA-合成活性(xing)炭并采(cai)用(yong)超聲處理。1小(xiao)時后，乙醇溶(rong)劑在旋轉(zhuan)蒸發器中(zhong)完全蒸發，樣品在560℃在空氣中(zhong)煅燒4小(xiao)時。為制(zhi)備(bei)(bei)活性(xing)炭，將(jiang)FA溶(rong)解在40/60體(ti)積比中(zhong)TMB中(zhong)，并將(jiang)OA加(jia)入到含(han)有0.535ml g-1的該溶(rong)液(ye)(ye)。所得(de)溶(rong)液(ye)(ye)在AlSBA-孔(kong)(kong)中(zhong)過(guo)濾。完全混(hun)合后，將(jiang)混(hun)合物放(fang)置在35℃烤箱1小(xiao)時，100℃放(fang)置1小(xiao)時。將(jiang)獲得(de)的樣品為350℃進一步(bu)加(jia)熱(re)2小(xiao)時。在室溫下(xia)冷卻(que)樣品后，加(jia)0.268mL活性(xing)炭原料(liao)。樣品將(jiang)再次100和350℃加(jia)熱(re)。*終(zhong)加(jia)熱(re)(碳化(hua))900℃下(xia)進行(xing)。所有加(jia)熱(re)處理均采(cai)用(yong)配有多孔(kong)(kong)塞的石英反(fan)應器進行(xing)。

　　活性炭樣(yang)品SEM圖(tu)像。

　　具有(you)S和(he)N以不(bu)同的(de)方式(shi)對(dui)基團(tuan)活性炭(tan)表面進行了官能化，如： 硫(liu)17和(he)在(zai)(zai)高(gao)溫下(xia)使(shi)用(yong)CS 2 18處理，表面COOH基團(tuan)與H 2NR化合物的(de)直(zhi)接(jie)反應和(he)吡唑啉酮的(de)直(zhi)接(jie)表面沉積衍生工具。然而，這些(xie)方法在(zai)(zai)一(yi)般復雜程序中效(xiao)率(lv)較低(di)。本(ben)文描述(shu)了一(yi)種用(yong)于在(zai)(zai)活性炭(tan)表面引入(ru)S和(he)N雜原子分子的(de)簡單通用(yong)方法。使(shi)用(yong)以下(xia)反應方案-COOH基團(tuan)開(kai)始在(zai)(zai)碳表面引入(ru)S和(he)N基團(tuan)。在(zai)(zai)這項(xiang)工作中使(shi)用(yong)的(de)S和(he)N表1中描述(shu)了分子。

　　對于-COOH，-COCl中間體和(he)通過和(he)EDT和(he)EDA獲得的材(cai)料獲得的反應IR圖1顯(xian)示(shi)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)。在(zai)與(yu)SOCl 紅(hong)外光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(圖1b)大約1700、1350、1210和(he)790cm -一個新(xin)的、明(ming)確的定(ding)義帶(dai)與(yu)-COCl基(ji)團的形成明(ming)顯(xian)相關(guan)。C 6 H 5 COCl 的IR光(guang)(guang)譜(pu)(pu)顯(xian)示(shi)完全相同的譜(pu)(pu)帶(dai)。另一方面，也可以注意到原帶(dai)的存(cun)在(zai)，這可能表明(ming)活性炭表面并不(bu)全部-COOH基(ji)與(yu)SOCl 2 21反應。

　　與(yu)(yu)EDT活性炭反應后IR光譜(圖1c)表明-COCl與(yu)(yu)HSR形成化合(he)物反應-COSR。觀(guan)察(cha)到(dao)-COCl典型帶(dai)消失，觀(guan)察(cha)和觀(guan)察(cha)EDT1400、1200、750和700分子相關(guan)cm -清(qing)晰吸收(shou)1處。通過與(yu)(yu)EDA反應獲(huo)得的材料IR光譜(圖1d)也表明HNHR與(yu)(yu)表面基團-COCl有以下條(tiao)帶(dai)：1720cm -1(-C = O)， 1675和1600cm -1(-NH)，1520cm -1(-RCONHR)，950-1000cm -1 (DTE特(te)征(zheng)帶(dai))和1200cm -1(-CN)和3000-3500cm -1 (NH)。已經觀(guan)察(cha)到(dao)和DMTH和TEA功能相似(si)的結果(guo)是典型的-COSR和-CONHR基團帶(dai)和R基團的特(te)征(zheng)被吸收(shou)。

　　金屬吸附活性炭

　　表面存在-SH和-NH基團22Hg 2  ，Zn 2  ，Cd 2 和Pb 2 吸附離(li)子等重金屬(shu)的潛(qian)力很(hen)大(da)。在這項工(gong)作(zuo)中(zhong)獲得的材料也被測試了Pb  2，Cu  2和Ni  吸附在水溶液中(zhong)。未處(chu)理的活性炭，EDT(C / S)和EDA(N / C)官(guan)能(neng)活性炭的吸附比較見圖2。

　　可見(jian)，活性炭(tan)的官能化強烈增(zeng)加了其對不同金屬的吸(xi)附(fu)。結果表明，EDT能更(geng)有效地吸(xi)附(fu)功能材料(liao)Ni  2，而EDA活性炭(tan)與Pb  陽離(li)子相互作用(yong)較強。

　　可(ke)通過表(biao)(biao)面(mian)化(hua)(hua)學改性(xing)定制活性(xing)炭，生產(chan)具有(you)(you)獨特性(xing)質和(he)具體(ti)(ti)應用(yong)的(de)材料(liao)。這(zhe)些(xie)(xie)改性(xing)可(ke)以(yi)通過鍵表(biao)(biao)面(mian)中(zhong)間體(ti)(ti)進行(xing)-COOH進行(xing)。含活性(xing)炭-COOH該基團具有(you)(you)優(you)異的(de)陽離(li)子交換性(xing)能，可(ke)作為水中(zhong)金屬污染(ran)物的(de)吸附劑。這(zhe)些(xie)(xie)-COOH 基團可(ke)以(yi)轉化(hua)(hua)為-COCl 這(zhe)對活性(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)的(de)其(qi)他分子接枝和(he)通用(yong)基團非常反應。幾個S可(ke)以(yi)很(hen)容(rong)易地與該酰(xian)氯中(zhong)間體(ti)(ti)混(hun)合N分子(例如HSR和(he)HNR 2)與碳表(biao)(biao)面(mian)結合。這(zhe)些(xie)(xie)S和(he)N作為金屬吸附劑，官能化(hua)(hua)碳顯示出巨(ju)大的(de)潛力，

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