汽油脫硫用活性炭

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)用于(yu)汽(qi)油脫硫，以球形孔二氧化硅為模板(ban)制備活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)劑。通過X射線(xian)衍射，掃描電子顯(xian)微鏡和(he)氮吸(xi)附(fu)解(jie)吸(xi)等溫線(xian)研究合(he)(he)成材料(liao)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)二苯(ben)(ben)已(yi)試(shi)驗已(yi)經被(bei)測試(shi)并(bing)噻(sai)(sai)命令(DBT)硫化合(he)(he)物作為汽(qi)油燃料(liao)的模型。由于(yu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)中孔體(ti)積大，比表(biao)面(mian)積高(gao)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)顯(xian)示(shi)出更(geng)高(gao)的硫吸(xi)附(fu)。結(jie)果證實了(le)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)劑孔徑及其表(biao)面(mian)化學對從石油燃料(liao)中吸(xi)附(fu)二苯(ben)(ben)并(bing)噻(sai)(sai)命的重要性(xing)。

　　去除(chu)(chu)液(ye)態烴燃料中的(de)(de)(de)(de)有(you)機硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)合物已成為煉油(you)(you)廠的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)一(yi)步。去除(chu)(chu)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)合物的(de)(de)(de)(de)主要(yao)目的(de)(de)(de)(de)是減少空(kong)氣污染。汽油(you)(you)加工(gong)過程(cheng)中，汽油(you)(you)燃料中所有(you)含硫(liu)(liu)(liu)烴通過催(cui)化(hua)(hua)加氫(qing)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)反應變為無硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)合物H2S。但(dan)催(cui)化(hua)(hua)加氫(qing)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)工(gong)藝(yi)是汽油(you)(you)燃料脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)*著名的(de)(de)(de)(de)技術。但(dan)是，它不能去除(chu)(chu)專業的(de)(de)(de)(de)噻命類(lei)化(hua)(hua)合物(TC)，包括二苯(ben)并噻命(DBT)，四、六(liu)-二甲(jia)基(四、六(liu)-DMDBT)，和苯(ben)并噻吩(BT)。因此，這些(xie)看(kan)似好的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)在(zai)很(hen)大程(cheng)度上導致了超低硫(liu)(liu)(liu)汽油(you)(you)生產所需(xu)的(de)(de)(de)(de)操(cao)作條(tiao)件。在(zai)設(she)計，制備(bei)，測試和升(sheng)級(ji)，有(you)效，實用和強大的(de)(de)(de)(de)深度和超深度脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)系統(如(ru)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)和活性炭吸附劑(ji))方面正(zheng)在(zai)進(jin)行大量嘗試。

　　在本研究中，由于其定(ding)制的(de)孔(kong)(kong)隙率(lv)、高比表面積、高穩定(ding)性和上述介孔(kong)(kong)結構的(de)功能便(bian)利性，活(huo)性炭(tan)由二氧化(hua)(hua)硅(gui)模(mo)板合成。我們有(you)各種活(huo)性炭(tan)前(qian)體，如植(zhi)物(wu)纖(xian)(xian)維、植(zhi)物(wu)外(wai)殼(ke)和煤材(cai)料。以木纖(xian)(xian)維為活(huo)性炭(tan)前(qian)體。碳(tan)化(hua)(hua)活(huo)性炭(tan)在二氧化(hua)(hua)硅(gui)模(mo)板的(de)中孔(kong)(kong)網(wang)絡中形成活(huo)性炭(tan)骨架。氫氧化(hua)(hua)鈉或氫氟(fu)酸(suan)儲存在氧化(hua)(hua)硅(gui)模(mo)板中。

　　合成活性炭

　　使用(yong)AlSBA-16制備活(huo)性(xing)(xing)炭，然后(hou)通(tong)過AlCl 3(0.113g，在(zai)50mL乙(yi)(yi)醇中(zhong)(zhong))乙(yi)(yi)醇溶(rong)液加入(ru)1.0g SBA-合(he)成活(huo)性(xing)(xing)炭并(bing)采用(yong)超聲處(chu)理。1小時(shi)后(hou)，乙(yi)(yi)醇溶(rong)劑在(zai)旋轉蒸發器(qi)中(zhong)(zhong)完全蒸發，樣品(pin)在(zai)560℃在(zai)空氣中(zhong)(zhong)煅燒4小時(shi)。為制備活(huo)性(xing)(xing)炭，將FA溶(rong)解在(zai)40/60體(ti)積(ji)比中(zhong)(zhong)TMB中(zhong)(zhong)，并(bing)將OA加入(ru)到含有0.535ml g-1的該溶(rong)液。所得溶(rong)液在(zai)AlSBA-孔(kong)(kong)中(zhong)(zhong)過濾。完全混(hun)(hun)合(he)后(hou)，將混(hun)(hun)合(he)物放置在(zai)35℃烤箱1小時(shi)，100℃放置1小時(shi)。將獲(huo)得的樣品(pin)為350℃進一(yi)步加熱(re)2小時(shi)。在(zai)室溫下冷卻(que)樣品(pin)后(hou)，加0.268mL活(huo)性(xing)(xing)炭原料。樣品(pin)將再次100和350℃加熱(re)。*終(zhong)加熱(re)(碳化(hua))900℃下進行(xing)。所有加熱(re)處(chu)理均(jun)采用(yong)配有多孔(kong)(kong)塞(sai)的石英反應器(qi)進行(xing)。

　　活性炭樣品SEM圖像。

　　具有S和(he)N以不同的方(fang)(fang)式對基團(tuan)活性(xing)炭(tan)表(biao)面進行了官能化(hua)，如： 硫17和(he)在(zai)高溫下使(shi)用(yong)CS 2 18處理，表(biao)面COOH基團(tuan)與H 2NR化(hua)合物的直(zhi)接反(fan)應和(he)吡唑啉酮的直(zhi)接表(biao)面沉積衍生(sheng)工具。然(ran)而，這些(xie)方(fang)(fang)法(fa)在(zai)一(yi)般(ban)復雜程(cheng)序中效(xiao)率較低。本文(wen)描述(shu)了一(yi)種用(yong)于(yu)在(zai)活性(xing)炭(tan)表(biao)面引入S和(he)N雜原子(zi)分子(zi)的簡單通用(yong)方(fang)(fang)法(fa)。使(shi)用(yong)以下反(fan)應方(fang)(fang)案-COOH基團(tuan)開(kai)始(shi)在(zai)碳表(biao)面引入S和(he)N基團(tuan)。在(zai)這項(xiang)工作中使(shi)用(yong)的S和(he)N表(biao)1中描述(shu)了分子(zi)。

　　對于-COOH，-COCl中(zhong)間體和通過和EDT和EDA獲(huo)(huo)得的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)獲(huo)(huo)得的(de)(de)(de)(de)反應(ying)IR圖1顯示光(guang)譜(pu)(pu)。在與(yu)SOCl 紅外光(guang)譜(pu)(pu)(圖1b)大約1700、1350、1210和790cm -一個(ge)新的(de)(de)(de)(de)、明確的(de)(de)(de)(de)定義帶與(yu)-COCl基團的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)明顯相關(guan)。C 6 H 5 COCl 的(de)(de)(de)(de)IR光(guang)譜(pu)(pu)顯示完全相同的(de)(de)(de)(de)譜(pu)(pu)帶。另一方面，也可以注意到原(yuan)帶的(de)(de)(de)(de)存在，這可能表(biao)明活性炭表(biao)面并(bing)不全部-COOH基與(yu)SOCl 2 21反應(ying)。

　　與EDT活性炭反應后(hou)IR光(guang)譜(圖(tu)(tu)1c)表明-COCl與HSR形(xing)成化合物反應-COSR。觀察(cha)到-COCl典(dian)型帶消失，觀察(cha)和(he)(he)觀察(cha)EDT1400、1200、750和(he)(he)700分子相關cm -清(qing)晰吸(xi)(xi)收1處。通過(guo)與EDA反應獲得的(de)材料IR光(guang)譜(圖(tu)(tu)1d)也表明HNHR與表面基團-COCl有以(yi)下條帶：1720cm -1(-C = O)， 1675和(he)(he)1600cm -1(-NH)，1520cm -1(-RCONHR)，950-1000cm -1 (DTE特(te)征帶)和(he)(he)1200cm -1(-CN)和(he)(he)3000-3500cm -1 (NH)。已經(jing)觀察(cha)到和(he)(he)DMTH和(he)(he)TEA功能相似的(de)結果是典(dian)型的(de)-COSR和(he)(he)-CONHR基團帶和(he)(he)R基團的(de)特(te)征被(bei)吸(xi)(xi)收。

　　金屬吸附活性炭

　　表(biao)面存在-SH和(he)-NH基(ji)團22Hg 2  ，Zn 2  ，Cd 2 和(he)Pb 2 吸(xi)附(fu)離子等重(zhong)金屬的(de)潛(qian)力(li)很大。在這項工(gong)作中獲(huo)得的(de)材料也(ye)被測試了Pb  2，Cu  2和(he)Ni  吸(xi)附(fu)在水溶液中。未處(chu)理的(de)活(huo)性炭，EDT(C / S)和(he)EDA(N / C)官能(neng)活(huo)性炭的(de)吸(xi)附(fu)比較見圖2。

　　可見，活(huo)(huo)性炭的官能(neng)化強(qiang)烈增加了其對不同金屬的吸(xi)附(fu)。結果表(biao)明，EDT能(neng)更有效地吸(xi)附(fu)功能(neng)材料Ni  2，而(er)EDA活(huo)(huo)性炭與Pb  陽(yang)離子相互作用較強(qiang)。

　　可(ke)通過表面(mian)化(hua)(hua)學改性定制(zhi)活(huo)性炭，生產具(ju)(ju)有(you)獨特性質和具(ju)(ju)體(ti)應用的材料。這些改性可(ke)以(yi)(yi)通過鍵表面(mian)中(zhong)間體(ti)進行-COOH進行。含活(huo)性炭-COOH該基(ji)團(tuan)(tuan)具(ju)(ju)有(you)優異的陽離子(zi)交(jiao)換性能，可(ke)作(zuo)為水(shui)中(zhong)金屬污染物的吸(xi)附劑。這些-COOH 基(ji)團(tuan)(tuan)可(ke)以(yi)(yi)轉化(hua)(hua)為-COCl 這對活(huo)性炭表面(mian)的其他(ta)分子(zi)接(jie)枝和通用基(ji)團(tuan)(tuan)非常反應。幾個S可(ke)以(yi)(yi)很容(rong)易地與該酰氯中(zhong)間體(ti)混合N分子(zi)(例如(ru)HSR和HNR 2)與碳表面(mian)結(jie)合。這些S和N作(zuo)為金屬吸(xi)附劑，官(guan)能化(hua)(hua)碳顯示出巨大的潛(qian)力，

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