汽油脫硫用活性炭

　　活(huo)性(xing)炭(tan)用(yong)于汽(qi)油脫硫，以球形(xing)孔(kong)二氧化硅(gui)為模板制備(bei)活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)劑。通過X射線衍(yan)射，掃描電子顯微鏡和(he)氮吸(xi)附(fu)解吸(xi)等(deng)溫線研究合(he)成材料(liao)。活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)二苯已試(shi)驗已經被(bei)測試(shi)并(bing)噻命令(DBT)硫化合(he)物(wu)作(zuo)為汽(qi)油燃料(liao)的(de)模型。由于活(huo)性(xing)炭(tan)中(zhong)孔(kong)體(ti)積大，比(bi)表面積高，活(huo)性(xing)炭(tan)顯示出更(geng)高的(de)硫吸(xi)附(fu)。結(jie)果證實了活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)劑孔(kong)徑及(ji)其表面化學對從(cong)石油燃料(liao)中(zhong)吸(xi)附(fu)二苯并(bing)噻命的(de)重要性(xing)。

　　去除(chu)液態烴燃(ran)料中(zhong)的(de)(de)有(you)(you)機硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物已成為(wei)煉(lian)油(you)廠的(de)(de)重要一步。去除(chu)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物的(de)(de)主要目的(de)(de)是減(jian)少空氣污(wu)染。汽油(you)加(jia)工過程中(zhong)，汽油(you)燃(ran)料中(zhong)所有(you)(you)含(han)硫(liu)(liu)烴通過催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)加(jia)氫脫硫(liu)(liu)反應(ying)變為(wei)無硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物H2S。但催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)加(jia)氫脫硫(liu)(liu)工藝是汽油(you)燃(ran)料脫硫(liu)(liu)*著名的(de)(de)技術。但是，它不(bu)能去除(chu)專業的(de)(de)噻命類化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物(TC)，包括二(er)苯(ben)并噻命(DBT)，四(si)、六-二(er)甲(jia)基(四(si)、六-DMDBT)，和(he)(he)(he)苯(ben)并噻吩(BT)。因此，這些(xie)看似好(hao)的(de)(de)工藝在很大(da)(da)程度(du)(du)上導致(zhi)了(le)超低硫(liu)(liu)汽油(you)生產(chan)所需的(de)(de)操作條件。在設計，制備(bei)，測(ce)試和(he)(he)(he)升級，有(you)(you)效，實(shi)用(yong)和(he)(he)(he)強(qiang)大(da)(da)的(de)(de)深(shen)度(du)(du)和(he)(he)(he)超深(shen)度(du)(du)脫硫(liu)(liu)系統(如脫硫(liu)(liu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)和(he)(he)(he)活性炭吸附劑(ji)(ji))方(fang)面正(zheng)在進(jin)行大(da)(da)量嘗(chang)試。

　　在(zai)本研究中(zhong)，由于其定(ding)制的孔隙率(lv)、高比表(biao)面積(ji)、高穩定(ding)性(xing)和(he)上述介孔結構的功能便(bian)利性(xing)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)由二(er)氧(yang)化(hua)硅模板(ban)合成(cheng)。我(wo)們有各種活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)前體，如植物(wu)纖(xian)(xian)維(wei)、植物(wu)外(wai)殼(ke)和(he)煤材料。以木(mu)纖(xian)(xian)維(wei)為(wei)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)前體。碳化(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)在(zai)二(er)氧(yang)化(hua)硅模板(ban)的中(zhong)孔網絡(luo)中(zhong)形成(cheng)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)骨架。氫氧(yang)化(hua)鈉或氫氟(fu)酸儲(chu)存(cun)在(zai)氧(yang)化(hua)硅模板(ban)中(zhong)。

　　合成活性炭

　　使用AlSBA-16制備活(huo)性(xing)炭(tan)，然后通過AlCl 3(0.113g，在(zai)(zai)50mL乙(yi)(yi)醇中(zhong))乙(yi)(yi)醇溶液加入1.0g SBA-合(he)成活(huo)性(xing)炭(tan)并采用超(chao)聲處(chu)理(li)。1小(xiao)(xiao)時(shi)后，乙(yi)(yi)醇溶劑在(zai)(zai)旋轉蒸發(fa)(fa)器中(zhong)完全蒸發(fa)(fa)，樣品(pin)在(zai)(zai)560℃在(zai)(zai)空氣中(zhong)煅燒4小(xiao)(xiao)時(shi)。為制備活(huo)性(xing)炭(tan)，將(jiang)(jiang)(jiang)FA溶解在(zai)(zai)40/60體積(ji)比中(zhong)TMB中(zhong)，并將(jiang)(jiang)(jiang)OA加入到含有(you)0.535ml g-1的(de)(de)該溶液。所(suo)得(de)溶液在(zai)(zai)AlSBA-孔(kong)中(zhong)過濾(lv)。完全混合(he)后，將(jiang)(jiang)(jiang)混合(he)物(wu)放置在(zai)(zai)35℃烤箱1小(xiao)(xiao)時(shi)，100℃放置1小(xiao)(xiao)時(shi)。將(jiang)(jiang)(jiang)獲(huo)得(de)的(de)(de)樣品(pin)為350℃進一(yi)步加熱(re)2小(xiao)(xiao)時(shi)。在(zai)(zai)室溫下冷卻樣品(pin)后，加0.268mL活(huo)性(xing)炭(tan)原(yuan)料。樣品(pin)將(jiang)(jiang)(jiang)再次100和(he)350℃加熱(re)。*終加熱(re)(碳化)900℃下進行。所(suo)有(you)加熱(re)處(chu)理(li)均采用配有(you)多孔(kong)塞的(de)(de)石英反(fan)應器進行。

　　活性炭(tan)樣品SEM圖像。

　　具有S和(he)N以(yi)不同的方(fang)式對基(ji)(ji)團活性炭(tan)(tan)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)進行了官能(neng)化(hua)，如： 硫17和(he)在高(gao)溫(wen)下使(shi)用CS 2 18處理，表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)COOH基(ji)(ji)團與H 2NR化(hua)合物的直接反應(ying)和(he)吡唑啉(lin)酮的直接表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)沉(chen)積(ji)衍生工具。然而(er)，這(zhe)些方(fang)法在一般復雜程序中效率(lv)較低。本文描(miao)述了一種用于在活性炭(tan)(tan)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)引(yin)入S和(he)N雜原子(zi)(zi)分子(zi)(zi)的簡單(dan)通用方(fang)法。使(shi)用以(yi)下反應(ying)方(fang)案-COOH基(ji)(ji)團開始在碳表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)引(yin)入S和(he)N基(ji)(ji)團。在這(zhe)項(xiang)工作中使(shi)用的S和(he)N表(biao)1中描(miao)述了分子(zi)(zi)。

　　對(dui)于-COOH，-COCl中(zhong)間體和通過(guo)和EDT和EDA獲得(de)的材料獲得(de)的反(fan)(fan)應(ying)IR圖1顯(xian)示光(guang)(guang)譜(pu)。在與SOCl 紅外光(guang)(guang)譜(pu)(圖1b)大約1700、1350、1210和790cm -一(yi)個(ge)新的、明確的定義帶與-COCl基(ji)團的形成明顯(xian)相(xiang)關。C 6 H 5 COCl 的IR光(guang)(guang)譜(pu)顯(xian)示完全相(xiang)同的譜(pu)帶。另一(yi)方面，也可以注意到(dao)原帶的存在，這可能表明活性(xing)炭表面并不全部-COOH基(ji)與SOCl 2 21反(fan)(fan)應(ying)。

　　與(yu)EDT活性炭反(fan)應(ying)后IR光譜(pu)(圖(tu)1c)表明(ming)-COCl與(yu)HSR形(xing)成(cheng)化合物反(fan)應(ying)-COSR。觀(guan)(guan)察(cha)到-COCl典型帶(dai)消(xiao)失(shi)，觀(guan)(guan)察(cha)和(he)(he)觀(guan)(guan)察(cha)EDT1400、1200、750和(he)(he)700分子相(xiang)關(guan)cm -清晰(xi)吸收1處(chu)。通過與(yu)EDA反(fan)應(ying)獲(huo)得的(de)材料IR光譜(pu)(圖(tu)1d)也(ye)表明(ming)HNHR與(yu)表面基(ji)(ji)團-COCl有以下條帶(dai)：1720cm -1(-C = O)， 1675和(he)(he)1600cm -1(-NH)，1520cm -1(-RCONHR)，950-1000cm -1 (DTE特征帶(dai))和(he)(he)1200cm -1(-CN)和(he)(he)3000-3500cm -1 (NH)。已(yi)經觀(guan)(guan)察(cha)到和(he)(he)DMTH和(he)(he)TEA功能相(xiang)似的(de)結果是(shi)典型的(de)-COSR和(he)(he)-CONHR基(ji)(ji)團帶(dai)和(he)(he)R基(ji)(ji)團的(de)特征被吸收。

　　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 吸附(fu)離子等重(zhong)金屬(shu)的(de)(de)潛力很大。在這項工作中獲得(de)的(de)(de)材料也被測試了Pb  2，Cu  2和(he)Ni  吸附(fu)在水溶液中。未處(chu)理的(de)(de)活性(xing)炭(tan)，EDT(C / S)和(he)EDA(N / C)官能(neng)活性(xing)炭(tan)的(de)(de)吸附(fu)比較(jiao)見圖2。

　　可(ke)見，活性(xing)炭的官能化(hua)強烈增(zeng)加了其對不同(tong)金屬(shu)的吸附(fu)。結果表明(ming)，EDT能更(geng)有效地吸附(fu)功(gong)能材料Ni  2，而EDA活性(xing)炭與Pb  陽離子相互(hu)作用(yong)較強。

　　可(ke)通(tong)過(guo)表面(mian)化學(xue)改性定制活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)，生產具(ju)有獨特性質(zhi)和(he)具(ju)體應用的材料(liao)。這(zhe)些改性可(ke)以通(tong)過(guo)鍵(jian)表面(mian)中(zhong)間體進行-COOH進行。含活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)-COOH該基(ji)(ji)團具(ju)有優異的陽(yang)離子交換性能，可(ke)作為(wei)水中(zhong)金屬污(wu)染物的吸附劑(ji)。這(zhe)些-COOH 基(ji)(ji)團可(ke)以轉化為(wei)-COCl 這(zhe)對活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)表面(mian)的其他分(fen)子接枝(zhi)和(he)通(tong)用基(ji)(ji)團非常反應。幾個S可(ke)以很容易地(di)與該酰氯中(zhong)間體混合N分(fen)子(例(li)如HSR和(he)HNR 2)與碳表面(mian)結合。這(zhe)些S和(he)N作為(wei)金屬吸附劑(ji)，官能化碳顯(xian)示出巨大的潛(qian)力(li)，

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