汽油脫硫用活性炭

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)用于汽油(you)(you)脫硫(liu)(liu)，以球形孔(kong)二(er)氧化硅為模板制備(bei)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附(fu)劑。通過X射(she)線衍射(she)，掃描(miao)電子顯微鏡和氮吸附(fu)解吸等(deng)溫(wen)線研究合成材料(liao)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附(fu)二(er)苯已試驗已經被測(ce)試并噻命(ming)令(ling)(DBT)硫(liu)(liu)化合物作(zuo)為汽油(you)(you)燃料(liao)的模型。由于活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)中(zhong)孔(kong)體積大，比(bi)表(biao)面積高(gao)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)顯示出更高(gao)的硫(liu)(liu)吸附(fu)。結果證(zheng)實了活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附(fu)劑孔(kong)徑及其表(biao)面化學(xue)對從石油(you)(you)燃料(liao)中(zhong)吸附(fu)二(er)苯并噻命(ming)的重(zhong)要性(xing)(xing)。

　　去(qu)除液(ye)態烴(jing)燃料(liao)中(zhong)的有(you)機硫(liu)(liu)(liu)化(hua)合(he)物(wu)已成(cheng)為(wei)煉油廠(chang)的重要(yao)一步。去(qu)除硫(liu)(liu)(liu)化(hua)合(he)物(wu)的主要(yao)目(mu)的是減少空(kong)氣污染。汽油加工過(guo)程中(zhong)，汽油燃料(liao)中(zhong)所有(you)含硫(liu)(liu)(liu)烴(jing)通過(guo)催化(hua)加氫脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)反應變為(wei)無硫(liu)(liu)(liu)化(hua)合(he)物(wu)H2S。但催化(hua)加氫脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)工藝(yi)是汽油燃料(liao)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)*著(zhu)名的技術。但是，它不能(neng)去(qu)除專業的噻(sai)命類(lei)化(hua)合(he)物(wu)(TC)，包括二苯(ben)并噻(sai)命(DBT)，四(si)、六(liu)-二甲基(四(si)、六(liu)-DMDBT)，和(he)(he)苯(ben)并噻(sai)吩(fen)(BT)。因(yin)此，這些看似好的工藝(yi)在(zai)很大(da)程度(du)(du)上導致了(le)超低硫(liu)(liu)(liu)汽油生(sheng)產所需的操(cao)作條件。在(zai)設(she)計，制備(bei)，測(ce)試和(he)(he)升(sheng)級，有(you)效，實用和(he)(he)強大(da)的深(shen)度(du)(du)和(he)(he)超深(shen)度(du)(du)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)系統(如脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)催化(hua)劑(ji)和(he)(he)活性(xing)炭吸附劑(ji))方(fang)面正(zheng)在(zai)進(jin)行大(da)量嘗(chang)試。

　　在(zai)本研究中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，由(you)于其定(ding)制的孔(kong)隙率、高比(bi)表面(mian)積、高穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)和上述介孔(kong)結構的功能便利性(xing)(xing)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)由(you)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)模(mo)板合成。我(wo)們有各種活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)前體，如植(zhi)物纖(xian)維、植(zhi)物外(wai)殼和煤材料。以木(mu)纖(xian)維為(wei)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)前體。碳化(hua)(hua)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)在(zai)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)模(mo)板的中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)孔(kong)網(wang)絡中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)形成活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)骨架。氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉或氫氟(fu)酸儲存在(zai)氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)模(mo)板中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。

　　合成活性炭

　　使(shi)用AlSBA-16制備活(huo)性(xing)炭(tan)，然后(hou)(hou)通過(guo)AlCl 3(0.113g，在(zai)(zai)(zai)50mL乙醇中(zhong))乙醇溶(rong)(rong)液(ye)加入1.0g SBA-合(he)成活(huo)性(xing)炭(tan)并采用超聲處理。1小(xiao)時(shi)后(hou)(hou)，乙醇溶(rong)(rong)劑在(zai)(zai)(zai)旋轉蒸(zheng)發器中(zhong)完(wan)全蒸(zheng)發，樣(yang)品(pin)在(zai)(zai)(zai)560℃在(zai)(zai)(zai)空氣中(zhong)煅(duan)燒4小(xiao)時(shi)。為制備活(huo)性(xing)炭(tan)，將(jiang)(jiang)FA溶(rong)(rong)解(jie)在(zai)(zai)(zai)40/60體積比(bi)中(zhong)TMB中(zhong)，并將(jiang)(jiang)OA加入到含有0.535ml g-1的該溶(rong)(rong)液(ye)。所得(de)溶(rong)(rong)液(ye)在(zai)(zai)(zai)AlSBA-孔(kong)(kong)中(zhong)過(guo)濾。完(wan)全混合(he)后(hou)(hou)，將(jiang)(jiang)混合(he)物放置在(zai)(zai)(zai)35℃烤箱1小(xiao)時(shi)，100℃放置1小(xiao)時(shi)。將(jiang)(jiang)獲得(de)的樣(yang)品(pin)為350℃進(jin)(jin)一(yi)步加熱(re)(re)2小(xiao)時(shi)。在(zai)(zai)(zai)室溫(wen)下(xia)冷卻樣(yang)品(pin)后(hou)(hou)，加0.268mL活(huo)性(xing)炭(tan)原料。樣(yang)品(pin)將(jiang)(jiang)再次100和350℃加熱(re)(re)。*終(zhong)加熱(re)(re)(碳化)900℃下(xia)進(jin)(jin)行。所有加熱(re)(re)處理均采用配有多孔(kong)(kong)塞的石英反應器進(jin)(jin)行。

　　活性炭(tan)樣品SEM圖像(xiang)。

　　具有(you)S和N以(yi)不同的(de)方式對(dui)基(ji)團(tuan)(tuan)活性(xing)(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)(mian)進行了(le)官(guan)能化，如： 硫17和在高溫(wen)下使(shi)用(yong)CS 2 18處理，表(biao)(biao)面(mian)(mian)COOH基(ji)團(tuan)(tuan)與H 2NR化合物的(de)直(zhi)(zhi)接(jie)反(fan)應和吡唑啉酮的(de)直(zhi)(zhi)接(jie)表(biao)(biao)面(mian)(mian)沉積衍生(sheng)工(gong)具。然(ran)而，這(zhe)些方法在一(yi)般復雜(za)程序中(zhong)效率(lv)較(jiao)低(di)。本(ben)文描(miao)述(shu)了(le)一(yi)種(zhong)用(yong)于(yu)在活性(xing)(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)(mian)引入(ru)S和N雜(za)原子(zi)分子(zi)的(de)簡(jian)單通用(yong)方法。使(shi)用(yong)以(yi)下反(fan)應方案(an)-COOH基(ji)團(tuan)(tuan)開始在碳表(biao)(biao)面(mian)(mian)引入(ru)S和N基(ji)團(tuan)(tuan)。在這(zhe)項(xiang)工(gong)作中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)S和N表(biao)(biao)1中(zhong)描(miao)述(shu)了(le)分子(zi)。

　　對于-COOH，-COCl中間體和(he)通過和(he)EDT和(he)EDA獲得的(de)材料獲得的(de)反應IR圖1顯示(shi)光(guang)譜(pu)。在(zai)與SOCl 紅外光(guang)譜(pu)(圖1b)大約(yue)1700、1350、1210和(he)790cm -一個新的(de)、明確的(de)定義帶與-COCl基團的(de)形成明顯相關(guan)。C 6 H 5 COCl 的(de)IR光(guang)譜(pu)顯示(shi)完全相同的(de)譜(pu)帶。另(ling)一方(fang)面，也可以注意到原帶的(de)存在(zai)，這可能(neng)表(biao)明活性炭表(biao)面并不全部(bu)-COOH基與SOCl 2 21反應。

　　與EDT活性炭(tan)反應(ying)后(hou)IR光(guang)譜(圖1c)表明-COCl與HSR形成化(hua)合物(wu)反應(ying)-COSR。觀(guan)察(cha)(cha)到-COCl典(dian)(dian)型(xing)帶(dai)(dai)消失，觀(guan)察(cha)(cha)和(he)觀(guan)察(cha)(cha)EDT1400、1200、750和(he)700分(fen)子相(xiang)(xiang)關cm -清晰吸(xi)收(shou)1處(chu)。通過與EDA反應(ying)獲得(de)的材料IR光(guang)譜(圖1d)也表明HNHR與表面基(ji)(ji)團-COCl有以(yi)下條(tiao)帶(dai)(dai)：1720cm -1(-C = O)， 1675和(he)1600cm -1(-NH)，1520cm -1(-RCONHR)，950-1000cm -1 (DTE特征帶(dai)(dai))和(he)1200cm -1(-CN)和(he)3000-3500cm -1 (NH)。已經觀(guan)察(cha)(cha)到和(he)DMTH和(he)TEA功能(neng)相(xiang)(xiang)似的結果是典(dian)(dian)型(xing)的-COSR和(he)-CONHR基(ji)(ji)團帶(dai)(dai)和(he)R基(ji)(ji)團的特征被吸(xi)收(shou)。

　　金屬吸附活性炭

　　表面存在-SH和(he)-NH基團(tuan)22Hg 2  ，Zn 2  ，Cd 2 和(he)Pb 2 吸(xi)附(fu)離子(zi)等重金屬的(de)潛(qian)力很大。在這項工作中獲得(de)的(de)材料也被測試了(le)Pb  2，Cu  2和(he)Ni  吸(xi)附(fu)在水溶(rong)液(ye)中。未處(chu)理的(de)活性炭，EDT(C / S)和(he)EDA(N / C)官能活性炭的(de)吸(xi)附(fu)比(bi)較見圖(tu)2。

　　可見，活(huo)性(xing)炭的官能(neng)化(hua)強烈增(zeng)加了其對不同(tong)金屬(shu)的吸附。結果表明，EDT能(neng)更有效地(di)吸附功能(neng)材料Ni  2，而EDA活(huo)性(xing)炭與Pb  陽(yang)離子(zi)相互作(zuo)用較強。

　　可(ke)(ke)通(tong)過表面化學(xue)改性定制(zhi)活性炭(tan)，生產(chan)具有獨特性質和(he)具體(ti)應用的(de)材料。這(zhe)些(xie)改性可(ke)(ke)以(yi)通(tong)過鍵表面中間體(ti)進行(xing)-COOH進行(xing)。含(han)活性炭(tan)-COOH該基(ji)團(tuan)具有優異(yi)的(de)陽(yang)離子交(jiao)換性能(neng)，可(ke)(ke)作為(wei)水中金屬污染(ran)物的(de)吸(xi)附(fu)劑。這(zhe)些(xie)-COOH 基(ji)團(tuan)可(ke)(ke)以(yi)轉(zhuan)化為(wei)-COCl 這(zhe)對活性炭(tan)表面的(de)其他分子接(jie)枝和(he)通(tong)用基(ji)團(tuan)非(fei)常(chang)反(fan)應。幾個S可(ke)(ke)以(yi)很容(rong)易地與(yu)該酰氯中間體(ti)混合(he)N分子(例如HSR和(he)HNR 2)與(yu)碳表面結合(he)。這(zhe)些(xie)S和(he)N作為(wei)金屬吸(xi)附(fu)劑，官能(neng)化碳顯示出巨大(da)的(de)潛力，

&