汽油脫硫用活性炭

　　活(huo)性(xing)炭(tan)用于汽(qi)油(you)脫硫(liu)(liu)，以(yi)球(qiu)形孔二(er)(er)氧化硅為模板制(zhi)備活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)。通過X射(she)線衍射(she)，掃描電子顯微(wei)鏡和氮吸(xi)附(fu)(fu)解吸(xi)等溫線研究合成材料(liao)。活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)二(er)(er)苯已(yi)試驗(yan)已(yi)經被測試并噻命令(ling)(DBT)硫(liu)(liu)化合物(wu)作為汽(qi)油(you)燃料(liao)的(de)模型。由于活(huo)性(xing)炭(tan)中孔體積(ji)大，比表面積(ji)高，活(huo)性(xing)炭(tan)顯示(shi)出更高的(de)硫(liu)(liu)吸(xi)附(fu)(fu)。結果證實了活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)孔徑及其表面化學(xue)對從石油(you)燃料(liao)中吸(xi)附(fu)(fu)二(er)(er)苯并噻命的(de)重要性(xing)。

　　去除液態烴燃(ran)料中(zhong)的(de)(de)(de)(de)有(you)機硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)已成為(wei)煉油(you)(you)(you)廠的(de)(de)(de)(de)重要一步。去除硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)的(de)(de)(de)(de)主要目的(de)(de)(de)(de)是減少空氣污(wu)染。汽(qi)(qi)油(you)(you)(you)加(jia)工(gong)(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)，汽(qi)(qi)油(you)(you)(you)燃(ran)料中(zhong)所(suo)有(you)含硫(liu)(liu)烴通過(guo)催化(hua)(hua)(hua)加(jia)氫脫硫(liu)(liu)反應變為(wei)無硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)H2S。但催化(hua)(hua)(hua)加(jia)氫脫硫(liu)(liu)工(gong)(gong)藝是汽(qi)(qi)油(you)(you)(you)燃(ran)料脫硫(liu)(liu)*著名(ming)的(de)(de)(de)(de)技(ji)術。但是，它不能(neng)去除專業的(de)(de)(de)(de)噻(sai)命類(lei)化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)(TC)，包括二(er)苯(ben)并噻(sai)命(DBT)，四、六(liu)-二(er)甲基(ji)(四、六(liu)-DMDBT)，和(he)(he)苯(ben)并噻(sai)吩(BT)。因此，這些(xie)看似好的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝在(zai)很大程(cheng)度上導致(zhi)了超低(di)硫(liu)(liu)汽(qi)(qi)油(you)(you)(you)生產(chan)所(suo)需的(de)(de)(de)(de)操作條件。在(zai)設計，制備，測試(shi)和(he)(he)升級，有(you)效，實用和(he)(he)強大的(de)(de)(de)(de)深度和(he)(he)超深度脫硫(liu)(liu)系統(如脫硫(liu)(liu)催化(hua)(hua)(hua)劑和(he)(he)活性炭(tan)吸附劑)方(fang)面正(zheng)在(zai)進行大量嘗試(shi)。

　　在(zai)本(ben)研究中(zhong)，由(you)于其定制的孔(kong)(kong)隙率、高(gao)比表面積、高(gao)穩(wen)定性(xing)和上述介(jie)孔(kong)(kong)結構的功能(neng)便(bian)利性(xing)，活(huo)性(xing)炭由(you)二(er)(er)氧(yang)化(hua)硅模(mo)板合成。我們有各種活(huo)性(xing)炭前體，如(ru)植物纖(xian)(xian)維、植物外殼和煤材(cai)料。以木纖(xian)(xian)維為活(huo)性(xing)炭前體。碳化(hua)活(huo)性(xing)炭在(zai)二(er)(er)氧(yang)化(hua)硅模(mo)板的中(zhong)孔(kong)(kong)網絡中(zhong)形(xing)成活(huo)性(xing)炭骨架。氫氧(yang)化(hua)鈉或氫氟(fu)酸儲存在(zai)氧(yang)化(hua)硅模(mo)板中(zhong)。

　　合成活性炭

　　使用AlSBA-16制備(bei)活性(xing)(xing)炭(tan)，然(ran)后(hou)通過(guo)AlCl 3(0.113g，在50mL乙(yi)醇中)乙(yi)醇溶液(ye)加(jia)入(ru)(ru)1.0g SBA-合(he)(he)成活性(xing)(xing)炭(tan)并(bing)采用超聲處理(li)。1小(xiao)(xiao)時后(hou)，乙(yi)醇溶劑在旋轉蒸發(fa)(fa)器(qi)(qi)中完(wan)全蒸發(fa)(fa)，樣(yang)品(pin)在560℃在空氣中煅(duan)燒4小(xiao)(xiao)時。為(wei)制備(bei)活性(xing)(xing)炭(tan)，將(jiang)(jiang)FA溶解在40/60體積(ji)比中TMB中，并(bing)將(jiang)(jiang)OA加(jia)入(ru)(ru)到含有(you)0.535ml g-1的該溶液(ye)。所(suo)得(de)溶液(ye)在AlSBA-孔中過(guo)濾。完(wan)全混(hun)(hun)合(he)(he)后(hou)，將(jiang)(jiang)混(hun)(hun)合(he)(he)物(wu)放置(zhi)在35℃烤箱1小(xiao)(xiao)時，100℃放置(zhi)1小(xiao)(xiao)時。將(jiang)(jiang)獲得(de)的樣(yang)品(pin)為(wei)350℃進一步(bu)加(jia)熱(re)2小(xiao)(xiao)時。在室(shi)溫下冷卻樣(yang)品(pin)后(hou)，加(jia)0.268mL活性(xing)(xing)炭(tan)原(yuan)料(liao)。樣(yang)品(pin)將(jiang)(jiang)再次100和350℃加(jia)熱(re)。*終(zhong)加(jia)熱(re)(碳化)900℃下進行。所(suo)有(you)加(jia)熱(re)處理(li)均采用配有(you)多孔塞(sai)的石英反(fan)應器(qi)(qi)進行。

　　活性炭樣品SEM圖像。

　　具(ju)有S和N以(yi)不同的方(fang)式對基團活性炭(tan)表(biao)面進(jin)行了(le)官能(neng)化，如： 硫17和在高溫下使(shi)用CS 2 18處(chu)理，表(biao)面COOH基團與H 2NR化合物的直(zhi)接反(fan)應和吡唑啉酮的直(zhi)接表(biao)面沉(chen)積衍生工具(ju)。然而，這些方(fang)法在一(yi)般復(fu)雜程序中效率較(jiao)低。本(ben)文(wen)描述(shu)了(le)一(yi)種用于在活性炭(tan)表(biao)面引(yin)入S和N雜原子分(fen)子的簡單通用方(fang)法。使(shi)用以(yi)下反(fan)應方(fang)案-COOH基團開始在碳(tan)表(biao)面引(yin)入S和N基團。在這項工作中使(shi)用的S和N表(biao)1中描述(shu)了(le)分(fen)子。

　　對(dui)于-COOH，-COCl中間體和通過(guo)和EDT和EDA獲(huo)得的(de)材(cai)料(liao)獲(huo)得的(de)反應IR圖1顯(xian)示光譜(pu)。在(zai)與(yu)SOCl 紅外光譜(pu)(圖1b)大約1700、1350、1210和790cm -一個新(xin)的(de)、明(ming)確(que)的(de)定義(yi)帶(dai)與(yu)-COCl基團的(de)形成明(ming)顯(xian)相關。C 6 H 5 COCl 的(de)IR光譜(pu)顯(xian)示完全(quan)相同的(de)譜(pu)帶(dai)。另一方面，也可以(yi)注意到原帶(dai)的(de)存在(zai)，這(zhe)可能表明(ming)活(huo)性炭表面并不全(quan)部-COOH基與(yu)SOCl 2 21反應。

　　與(yu)(yu)EDT活性炭(tan)反應后IR光(guang)譜(pu)(pu)(圖(tu)1c)表明-COCl與(yu)(yu)HSR形成(cheng)化合物反應-COSR。觀察(cha)到(dao)-COCl典型(xing)帶消失，觀察(cha)和(he)(he)(he)觀察(cha)EDT1400、1200、750和(he)(he)(he)700分子相關cm -清(qing)晰吸(xi)收(shou)1處(chu)。通(tong)過與(yu)(yu)EDA反應獲得的(de)材料IR光(guang)譜(pu)(pu)(圖(tu)1d)也表明HNHR與(yu)(yu)表面(mian)基(ji)團-COCl有以下條帶：1720cm -1(-C = O)， 1675和(he)(he)(he)1600cm -1(-NH)，1520cm -1(-RCONHR)，950-1000cm -1 (DTE特(te)征(zheng)帶)和(he)(he)(he)1200cm -1(-CN)和(he)(he)(he)3000-3500cm -1 (NH)。已(yi)經觀察(cha)到(dao)和(he)(he)(he)DMTH和(he)(he)(he)TEA功(gong)能相似(si)的(de)結(jie)果是典型(xing)的(de)-COSR和(he)(he)(he)-CONHR基(ji)團帶和(he)(he)(he)R基(ji)團的(de)特(te)征(zheng)被吸(xi)收(shou)。

　　金屬吸附活性炭

　　表面存在(zai)-SH和(he)(he)-NH基(ji)團22Hg 2  ，Zn 2  ，Cd 2 和(he)(he)Pb 2 吸附(fu)離子等重金屬的潛力很大。在(zai)這項(xiang)工作中(zhong)(zhong)獲得的材料也(ye)被測(ce)試了Pb  2，Cu  2和(he)(he)Ni  吸附(fu)在(zai)水溶液(ye)中(zhong)(zhong)。未處(chu)理(li)的活性(xing)(xing)炭，EDT(C / S)和(he)(he)EDA(N / C)官能活性(xing)(xing)炭的吸附(fu)比較見圖(tu)2。

　　可見，活性炭的官能(neng)化強烈增加了(le)其(qi)對不(bu)同金屬的吸附(fu)。結果表明，EDT能(neng)更有效地吸附(fu)功能(neng)材料Ni  2，而EDA活性炭與Pb  陽離子相互(hu)作用較強。

　　可(ke)(ke)通(tong)過(guo)表面化學(xue)改性(xing)定制活性(xing)炭，生(sheng)產具(ju)有(you)獨特性(xing)質和(he)具(ju)體應用(yong)(yong)的材(cai)料。這(zhe)些改性(xing)可(ke)(ke)以(yi)通(tong)過(guo)鍵表面中間體進行-COOH進行。含(han)活性(xing)炭-COOH該基團(tuan)具(ju)有(you)優異的陽離子交換(huan)性(xing)能，可(ke)(ke)作為水中金(jin)屬污染物的吸(xi)附(fu)劑。這(zhe)些-COOH 基團(tuan)可(ke)(ke)以(yi)轉化為-COCl 這(zhe)對活性(xing)炭表面的其(qi)他分(fen)子接(jie)枝和(he)通(tong)用(yong)(yong)基團(tuan)非常反應。幾(ji)個S可(ke)(ke)以(yi)很容易地(di)與該酰氯(lv)中間體混合N分(fen)子(例如HSR和(he)HNR 2)與碳表面結合。這(zhe)些S和(he)N作為金(jin)屬吸(xi)附(fu)劑，官能化碳顯示出(chu)巨大的潛力，

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