汽油脫硫用活性炭

　　活(huo)性(xing)炭(tan)用于(yu)汽(qi)油脫硫，以球形孔二(er)(er)氧化硅為(wei)模板制備活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)。通過X射線衍射，掃描電子顯微鏡和氮吸(xi)附(fu)(fu)解吸(xi)等溫(wen)線研(yan)究合成材料。活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)二(er)(er)苯已試驗已經被測(ce)試并噻命令(DBT)硫化合物作為(wei)汽(qi)油燃料的(de)模型。由于(yu)活(huo)性(xing)炭(tan)中孔體積大，比表面(mian)積高，活(huo)性(xing)炭(tan)顯示出(chu)更高的(de)硫吸(xi)附(fu)(fu)。結果證實了活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)孔徑及其表面(mian)化學對(dui)從石油燃料中吸(xi)附(fu)(fu)二(er)(er)苯并噻命的(de)重要性(xing)。

　　去(qu)除(chu)液態烴燃料(liao)中的(de)有(you)機硫(liu)(liu)(liu)化合物已成為煉油(you)廠的(de)重(zhong)要(yao)一步。去(qu)除(chu)硫(liu)(liu)(liu)化合物的(de)主(zhu)要(yao)目的(de)是減少空氣污染(ran)。汽油(you)加工(gong)過程中，汽油(you)燃料(liao)中所(suo)有(you)含(han)硫(liu)(liu)(liu)烴通過催(cui)(cui)化加氫(qing)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)反應變(bian)為無硫(liu)(liu)(liu)化合物H2S。但催(cui)(cui)化加氫(qing)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)工(gong)藝是汽油(you)燃料(liao)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)*著名的(de)技術。但是，它不能去(qu)除(chu)專(zhuan)業的(de)噻命類(lei)化合物(TC)，包括二(er)苯并噻命(DBT)，四、六(liu)(liu)-二(er)甲基(四、六(liu)(liu)-DMDBT)，和(he)(he)苯并噻吩(BT)。因(yin)此，這些看似好的(de)工(gong)藝在很大(da)程度(du)上導致(zhi)了超低硫(liu)(liu)(liu)汽油(you)生產(chan)所(suo)需的(de)操作條件。在設計，制備(bei)，測試(shi)和(he)(he)升(sheng)級，有(you)效，實(shi)用和(he)(he)強大(da)的(de)深(shen)度(du)和(he)(he)超深(shen)度(du)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)系統(如脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)催(cui)(cui)化劑和(he)(he)活性炭吸附(fu)劑)方面正(zheng)在進(jin)行大(da)量嘗試(shi)。

　　在本研究中(zhong)(zhong)，由于其定制的孔隙率、高比表面積、高穩定性和(he)上(shang)述(shu)介孔結構的功能便利性，活(huo)性炭(tan)由二氧(yang)化(hua)(hua)硅模(mo)板(ban)合成。我們有各種(zhong)活(huo)性炭(tan)前體，如植物纖維、植物外殼和(he)煤材(cai)料。以木(mu)纖維為活(huo)性炭(tan)前體。碳(tan)化(hua)(hua)活(huo)性炭(tan)在二氧(yang)化(hua)(hua)硅模(mo)板(ban)的中(zhong)(zhong)孔網(wang)絡中(zhong)(zhong)形成活(huo)性炭(tan)骨架。氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鈉或氫(qing)(qing)氟酸(suan)儲存在氧(yang)化(hua)(hua)硅模(mo)板(ban)中(zhong)(zhong)。

　　合成活性炭

　　使(shi)用(yong)AlSBA-16制備活性(xing)炭(tan)(tan)，然(ran)后(hou)(hou)通過(guo)AlCl 3(0.113g，在(zai)(zai)50mL乙醇(chun)中(zhong)(zhong))乙醇(chun)溶液(ye)加(jia)入1.0g SBA-合(he)成(cheng)活性(xing)炭(tan)(tan)并采用(yong)超聲(sheng)處(chu)理(li)。1小(xiao)時(shi)后(hou)(hou)，乙醇(chun)溶劑在(zai)(zai)旋(xuan)轉蒸(zheng)發器中(zhong)(zhong)完全蒸(zheng)發，樣品(pin)(pin)在(zai)(zai)560℃在(zai)(zai)空(kong)氣中(zhong)(zhong)煅燒4小(xiao)時(shi)。為(wei)制備活性(xing)炭(tan)(tan)，將(jiang)FA溶解(jie)在(zai)(zai)40/60體積比中(zhong)(zhong)TMB中(zhong)(zhong)，并將(jiang)OA加(jia)入到含(han)有0.535ml g-1的該溶液(ye)。所得(de)溶液(ye)在(zai)(zai)AlSBA-孔中(zhong)(zhong)過(guo)濾。完全混合(he)后(hou)(hou)，將(jiang)混合(he)物放置在(zai)(zai)35℃烤(kao)箱1小(xiao)時(shi)，100℃放置1小(xiao)時(shi)。將(jiang)獲得(de)的樣品(pin)(pin)為(wei)350℃進一步加(jia)熱(re)2小(xiao)時(shi)。在(zai)(zai)室溫下(xia)冷卻樣品(pin)(pin)后(hou)(hou)，加(jia)0.268mL活性(xing)炭(tan)(tan)原料。樣品(pin)(pin)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。所有加(jia)熱(re)處(chu)理(li)均采用(yong)配(pei)有多孔塞的石英反應器進行。

　　活性炭樣品(pin)SEM圖像。

　　具(ju)(ju)有(you)S和(he)(he)N以不同的方(fang)式對基(ji)團(tuan)(tuan)活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)進行了官能化，如： 硫17和(he)(he)在高溫下(xia)使用(yong)(yong)(yong)CS 2 18處理(li)，表(biao)面(mian)COOH基(ji)團(tuan)(tuan)與H 2NR化合物的直接(jie)反應和(he)(he)吡唑啉酮(tong)的直接(jie)表(biao)面(mian)沉積(ji)衍(yan)生工具(ju)(ju)。然而(er)，這些方(fang)法(fa)(fa)在一(yi)般(ban)復雜(za)程(cheng)序中效率較低。本文描(miao)述了一(yi)種用(yong)(yong)(yong)于(yu)在活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)引入(ru)S和(he)(he)N雜(za)原子分子的簡單(dan)通用(yong)(yong)(yong)方(fang)法(fa)(fa)。使用(yong)(yong)(yong)以下(xia)反應方(fang)案-COOH基(ji)團(tuan)(tuan)開始(shi)在碳(tan)表(biao)面(mian)引入(ru)S和(he)(he)N基(ji)團(tuan)(tuan)。在這項工作中使用(yong)(yong)(yong)的S和(he)(he)N表(biao)1中描(miao)述了分子。

　　對于(yu)-COOH，-COCl中間體和(he)(he)通過(guo)和(he)(he)EDT和(he)(he)EDA獲得的(de)(de)材料獲得的(de)(de)反應(ying)IR圖1顯示光譜(pu)。在(zai)與(yu)SOCl 紅外光譜(pu)(圖1b)大約1700、1350、1210和(he)(he)790cm -一(yi)個新的(de)(de)、明(ming)確的(de)(de)定義帶(dai)與(yu)-COCl基團的(de)(de)形成明(ming)顯相(xiang)關。C 6 H 5 COCl 的(de)(de)IR光譜(pu)顯示完全相(xiang)同的(de)(de)譜(pu)帶(dai)。另一(yi)方面，也可(ke)以注(zhu)意到(dao)原(yuan)帶(dai)的(de)(de)存在(zai)，這可(ke)能表明(ming)活性炭表面并不全部-COOH基與(yu)SOCl 2 21反應(ying)。

　　與(yu)EDT活性炭反應(ying)后IR光譜(圖(tu)1c)表明(ming)-COCl與(yu)HSR形成化合物反應(ying)-COSR。觀(guan)(guan)察到(dao)-COCl典型帶(dai)消失(shi)，觀(guan)(guan)察和(he)觀(guan)(guan)察EDT1400、1200、750和(he)700分子相關(guan)cm -清(qing)晰吸收1處。通過與(yu)EDA反應(ying)獲得的材料IR光譜(圖(tu)1d)也表明(ming)HNHR與(yu)表面基(ji)(ji)團-COCl有以下(xia)條帶(dai)：1720cm -1(-C = O)， 1675和(he)1600cm -1(-NH)，1520cm -1(-RCONHR)，950-1000cm -1 (DTE特征(zheng)帶(dai))和(he)1200cm -1(-CN)和(he)3000-3500cm -1 (NH)。已經觀(guan)(guan)察到(dao)和(he)DMTH和(he)TEA功能相似的結果(guo)是典型的-COSR和(he)-CONHR基(ji)(ji)團帶(dai)和(he)R基(ji)(ji)團的特征(zheng)被(bei)吸收。

　　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 吸附(fu)離子等重金屬(shu)的(de)(de)潛力(li)很大。在這項工(gong)作中獲(huo)得(de)的(de)(de)材料(liao)也被測試了Pb  2，Cu  2和(he)Ni  吸附(fu)在水溶液中。未處理的(de)(de)活(huo)性炭，EDT(C / S)和(he)EDA(N / C)官能活(huo)性炭的(de)(de)吸附(fu)比較見(jian)圖(tu)2。

　　可見，活性炭的(de)官能化強(qiang)烈增(zeng)加了(le)其(qi)對(dui)不同金屬的(de)吸附。結果(guo)表(biao)明，EDT能更有效地吸附功(gong)能材料Ni  2，而EDA活性炭與Pb  陽(yang)離子相互作(zuo)用(yong)較(jiao)強(qiang)。

　　可通(tong)(tong)過表(biao)(biao)(biao)面(mian)化學改(gai)性(xing)定制(zhi)活性(xing)炭，生產具有獨(du)特性(xing)質和具體(ti)應用的(de)(de)材料。這(zhe)些改(gai)性(xing)可以通(tong)(tong)過鍵表(biao)(biao)(biao)面(mian)中(zhong)間(jian)(jian)體(ti)進(jin)行-COOH進(jin)行。含活性(xing)炭-COOH該基團(tuan)具有優異的(de)(de)陽離子交換性(xing)能，可作為水中(zhong)金(jin)屬污染物的(de)(de)吸附(fu)劑(ji)。這(zhe)些-COOH 基團(tuan)可以轉化為-COCl 這(zhe)對活性(xing)炭表(biao)(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)其他分子接枝和通(tong)(tong)用基團(tuan)非常(chang)反(fan)應。幾個S可以很容易地與該酰氯中(zhong)間(jian)(jian)體(ti)混(hun)合N分子(例如(ru)HSR和HNR 2)與碳表(biao)(biao)(biao)面(mian)結合。這(zhe)些S和N作為金(jin)屬吸附(fu)劑(ji)，官能化碳顯示出巨大的(de)(de)潛力，

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