汽油脫硫用活性炭

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)用于(yu)汽油脫硫(liu)，以球形孔(kong)二(er)(er)(er)氧化(hua)硅為模板制備活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑。通過X射線(xian)(xian)衍射，掃描(miao)電子顯(xian)微鏡和氮吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)解吸(xi)(xi)(xi)(xi)等溫線(xian)(xian)研究合成材料(liao)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)二(er)(er)(er)苯(ben)(ben)已試驗已經被測(ce)試并噻命令(DBT)硫(liu)化(hua)合物作(zuo)為汽油燃(ran)料(liao)的模型。由于(yu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)中(zhong)孔(kong)體(ti)積大，比表面(mian)積高(gao)(gao)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)顯(xian)示出更高(gao)(gao)的硫(liu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)。結果證實了活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑孔(kong)徑及其(qi)表面(mian)化(hua)學對(dui)從石油燃(ran)料(liao)中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)二(er)(er)(er)苯(ben)(ben)并噻命的重要性(xing)(xing)(xing)。

　　去除(chu)液態烴(jing)燃(ran)料(liao)中(zhong)(zhong)的(de)(de)有機硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)合(he)物(wu)已成為煉油(you)廠的(de)(de)重要一(yi)步(bu)。去除(chu)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)合(he)物(wu)的(de)(de)主要目的(de)(de)是(shi)減少空氣(qi)污染(ran)。汽(qi)油(you)加工過程中(zhong)(zhong)，汽(qi)油(you)燃(ran)料(liao)中(zhong)(zhong)所有含硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)烴(jing)通過催(cui)化(hua)加氫(qing)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)反應(ying)變為無(wu)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)合(he)物(wu)H2S。但催(cui)化(hua)加氫(qing)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)工藝(yi)(yi)是(shi)汽(qi)油(you)燃(ran)料(liao)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)*著名的(de)(de)技術。但是(shi)，它不能去除(chu)專(zhuan)業(ye)的(de)(de)噻(sai)命(ming)類化(hua)合(he)物(wu)(TC)，包括二苯(ben)并噻(sai)命(ming)(DBT)，四(si)、六-二甲(jia)基(ji)(四(si)、六-DMDBT)，和(he)苯(ben)并噻(sai)吩(fen)(BT)。因(yin)此，這些(xie)看似好的(de)(de)工藝(yi)(yi)在很大程度上導致了超低硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)汽(qi)油(you)生產所需的(de)(de)操作條件。在設計，制備(bei)，測(ce)試和(he)升級(ji)，有效(xiao)，實用(yong)和(he)強大的(de)(de)深度和(he)超深度脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)系統(如脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)催(cui)化(hua)劑和(he)活性炭吸(xi)附劑)方面正(zheng)在進行(xing)大量嘗試。

　　在本(ben)研(yan)究中(zhong)，由于其定制(zhi)的孔(kong)隙(xi)率(lv)、高(gao)比(bi)表面積(ji)、高(gao)穩定性(xing)和(he)(he)上述(shu)介孔(kong)結構的功能(neng)便利性(xing)，活(huo)性(xing)炭由二氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)模板(ban)合成(cheng)(cheng)。我們有各種活(huo)性(xing)炭前(qian)體，如植物(wu)纖(xian)維、植物(wu)外殼(ke)和(he)(he)煤(mei)材料。以(yi)木纖(xian)維為活(huo)性(xing)炭前(qian)體。碳化(hua)(hua)活(huo)性(xing)炭在二氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)模板(ban)的中(zhong)孔(kong)網(wang)絡(luo)中(zhong)形(xing)成(cheng)(cheng)活(huo)性(xing)炭骨架。氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鈉或氫(qing)氟酸儲(chu)存在氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)模板(ban)中(zhong)。

　　合成活性炭

　　使(shi)用(yong)AlSBA-16制備(bei)活(huo)(huo)性炭(tan)，然后(hou)(hou)通過AlCl 3(0.113g，在(zai)(zai)(zai)(zai)50mL乙醇中(zhong))乙醇溶(rong)液(ye)加(jia)(jia)(jia)入(ru)1.0g SBA-合(he)(he)成活(huo)(huo)性炭(tan)并(bing)采用(yong)超聲處理。1小(xiao)時(shi)(shi)后(hou)(hou)，乙醇溶(rong)劑在(zai)(zai)(zai)(zai)旋轉蒸發(fa)器(qi)中(zhong)完(wan)全(quan)蒸發(fa)，樣(yang)品(pin)在(zai)(zai)(zai)(zai)560℃在(zai)(zai)(zai)(zai)空氣中(zhong)煅(duan)燒4小(xiao)時(shi)(shi)。為制備(bei)活(huo)(huo)性炭(tan)，將FA溶(rong)解在(zai)(zai)(zai)(zai)40/60體(ti)積比中(zhong)TMB中(zhong)，并(bing)將OA加(jia)(jia)(jia)入(ru)到含有(you)0.535ml g-1的該溶(rong)液(ye)。所得溶(rong)液(ye)在(zai)(zai)(zai)(zai)AlSBA-孔(kong)中(zhong)過濾。完(wan)全(quan)混(hun)合(he)(he)后(hou)(hou)，將混(hun)合(he)(he)物放置(zhi)(zhi)在(zai)(zai)(zai)(zai)35℃烤(kao)箱1小(xiao)時(shi)(shi)，100℃放置(zhi)(zhi)1小(xiao)時(shi)(shi)。將獲得的樣(yang)品(pin)為350℃進一步(bu)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)2小(xiao)時(shi)(shi)。在(zai)(zai)(zai)(zai)室溫下(xia)冷卻樣(yang)品(pin)后(hou)(hou)，加(jia)(jia)(jia)0.268mL活(huo)(huo)性炭(tan)原料。樣(yang)品(pin)將再次(ci)100和350℃加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)。*終加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(碳化)900℃下(xia)進行。所有(you)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)處理均采用(yong)配有(you)多孔(kong)塞的石英反應(ying)器(qi)進行。

　　活性炭樣品SEM圖像。

　　具有(you)S和(he)N以不同的(de)(de)方式(shi)對基(ji)團活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)進(jin)行了官能化(hua)，如： 硫(liu)17和(he)在(zai)高溫下(xia)使用(yong)(yong)CS 2 18處理，表(biao)面(mian)COOH基(ji)團與H 2NR化(hua)合(he)物的(de)(de)直(zhi)接(jie)反應和(he)吡(bi)唑啉(lin)酮的(de)(de)直(zhi)接(jie)表(biao)面(mian)沉(chen)積(ji)衍生工具。然(ran)而，這些方法在(zai)一般(ban)復雜程序中(zhong)(zhong)效(xiao)率(lv)較低。本文描(miao)述(shu)了一種用(yong)(yong)于在(zai)活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)引入S和(he)N雜原子分子的(de)(de)簡單通用(yong)(yong)方法。使用(yong)(yong)以下(xia)反應方案-COOH基(ji)團開始(shi)在(zai)碳表(biao)面(mian)引入S和(he)N基(ji)團。在(zai)這項(xiang)工作中(zhong)(zhong)使用(yong)(yong)的(de)(de)S和(he)N表(biao)1中(zhong)(zhong)描(miao)述(shu)了分子。

　　對于(yu)-COOH，-COCl中(zhong)間體和(he)(he)通過和(he)(he)EDT和(he)(he)EDA獲(huo)得的(de)(de)材料(liao)獲(huo)得的(de)(de)反應(ying)IR圖(tu)1顯示光譜(pu)。在與(yu)(yu)SOCl 紅外光譜(pu)(圖(tu)1b)大約(yue)1700、1350、1210和(he)(he)790cm -一(yi)個新的(de)(de)、明(ming)(ming)(ming)確的(de)(de)定義(yi)帶與(yu)(yu)-COCl基(ji)團的(de)(de)形成明(ming)(ming)(ming)顯相(xiang)關。C 6 H 5 COCl 的(de)(de)IR光譜(pu)顯示完(wan)全相(xiang)同的(de)(de)譜(pu)帶。另(ling)一(yi)方(fang)面(mian)，也可以注意到原帶的(de)(de)存在，這可能表明(ming)(ming)(ming)活性(xing)炭表面(mian)并不全部(bu)-COOH基(ji)與(yu)(yu)SOCl 2 21反應(ying)。

　　與(yu)(yu)EDT活性(xing)炭反應(ying)(ying)后IR光譜(pu)(圖1c)表明-COCl與(yu)(yu)HSR形(xing)成化合物反應(ying)(ying)-COSR。觀(guan)察到(dao)-COCl典型帶消失，觀(guan)察和(he)(he)觀(guan)察EDT1400、1200、750和(he)(he)700分子相(xiang)關cm -清晰吸收1處。通過(guo)與(yu)(yu)EDA反應(ying)(ying)獲得(de)的(de)材料IR光譜(pu)(圖1d)也表明HNHR與(yu)(yu)表面基(ji)(ji)團(tuan)-COCl有以下條(tiao)帶：1720cm -1(-C = O)， 1675和(he)(he)1600cm -1(-NH)，1520cm -1(-RCONHR)，950-1000cm -1 (DTE特征帶)和(he)(he)1200cm -1(-CN)和(he)(he)3000-3500cm -1 (NH)。已(yi)經觀(guan)察到(dao)和(he)(he)DMTH和(he)(he)TEA功能相(xiang)似的(de)結(jie)果是典型的(de)-COSR和(he)(he)-CONHR基(ji)(ji)團(tuan)帶和(he)(he)R基(ji)(ji)團(tuan)的(de)特征被吸收。

　　金屬吸附活性炭

　　表面存(cun)在(zai)-SH和-NH基團22Hg 2  ，Zn 2  ，Cd 2 和Pb 2 吸附(fu)離子等重金(jin)屬的(de)(de)潛力(li)很大。在(zai)這項工作中獲得的(de)(de)材料也被測試了Pb  2，Cu  2和Ni  吸附(fu)在(zai)水溶(rong)液中。未處理(li)的(de)(de)活性(xing)炭，EDT(C / S)和EDA(N / C)官能(neng)活性(xing)炭的(de)(de)吸附(fu)比(bi)較見(jian)圖2。

　　可見，活(huo)性(xing)炭的(de)官能(neng)化強烈(lie)增加(jia)了其對不同金屬的(de)吸(xi)附。結果表明，EDT能(neng)更有效地吸(xi)附功(gong)能(neng)材料Ni  2，而(er)EDA活(huo)性(xing)炭與Pb  陽離子相互作用較強。

　　可通(tong)過表面化(hua)學改性(xing)定制活性(xing)炭，生產具有獨特性(xing)質和(he)具體應用(yong)的(de)材料。這(zhe)些改性(xing)可以通(tong)過鍵表面中間體進(jin)行-COOH進(jin)行。含(han)活性(xing)炭-COOH該基團(tuan)具有優異的(de)陽離(li)子(zi)交換性(xing)能，可作(zuo)為水中金屬(shu)污染物(wu)的(de)吸附劑(ji)(ji)。這(zhe)些-COOH 基團(tuan)可以轉化(hua)為-COCl 這(zhe)對(dui)活性(xing)炭表面的(de)其他(ta)分子(zi)接枝和(he)通(tong)用(yong)基團(tuan)非常反應。幾個S可以很容易地與該酰氯中間體混合(he)N分子(zi)(例如HSR和(he)HNR 2)與碳表面結合(he)。這(zhe)些S和(he)N作(zuo)為金屬(shu)吸附劑(ji)(ji)，官能化(hua)碳顯示出巨大的(de)潛(qian)力，

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