汽油脫硫用活性炭

　　活性(xing)炭(tan)用于汽(qi)油脫(tuo)硫，以(yi)球(qiu)形孔二氧化(hua)硅為(wei)模板(ban)制備活性(xing)炭(tan)吸附(fu)劑(ji)。通過X射(she)線衍射(she)，掃描電子(zi)顯微鏡和氮(dan)吸附(fu)解吸等(deng)溫線研究合成材料(liao)。活性(xing)炭(tan)吸附(fu)二苯已試驗已經被(bei)測試并噻(sai)命令(DBT)硫化(hua)合物(wu)作為(wei)汽(qi)油燃(ran)料(liao)的模型(xing)。由于活性(xing)炭(tan)中(zhong)孔體(ti)積(ji)大，比表面(mian)積(ji)高，活性(xing)炭(tan)顯示(shi)出更高的硫吸附(fu)。結果證實了活性(xing)炭(tan)吸附(fu)劑(ji)孔徑及其表面(mian)化(hua)學對從石油燃(ran)料(liao)中(zhong)吸附(fu)二苯并噻(sai)命的重要性(xing)。

　　去除(chu)液態烴燃料(liao)中的(de)有機硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)已成為煉油廠的(de)重要一步。去除(chu)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)的(de)主要目的(de)是(shi)減少空氣污(wu)染(ran)。汽(qi)油加(jia)工過程中，汽(qi)油燃料(liao)中所(suo)有含硫(liu)(liu)(liu)烴通過催化(hua)(hua)(hua)加(jia)氫脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)反(fan)應變為無硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)H2S。但(dan)催化(hua)(hua)(hua)加(jia)氫脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)工藝(yi)是(shi)汽(qi)油燃料(liao)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)*著名的(de)技術。但(dan)是(shi)，它不能去除(chu)專業(ye)的(de)噻命類化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)(TC)，包括二(er)苯并噻命(DBT)，四、六-二(er)甲基(四、六-DMDBT)，和(he)苯并噻吩(BT)。因此，這(zhe)些(xie)看似好(hao)的(de)工藝(yi)在很大程度上導致了(le)超低硫(liu)(liu)(liu)汽(qi)油生產(chan)所(suo)需(xu)的(de)操作條件。在設(she)計，制備，測試和(he)升級，有效，實用和(he)強大的(de)深度和(he)超深度脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)系統(如脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)催化(hua)(hua)(hua)劑和(he)活性炭吸附劑)方面正在進(jin)行大量嘗試。

　　在本研究(jiu)中(zhong)，由于其定制的(de)孔隙率、高(gao)比(bi)表面積(ji)、高(gao)穩定性(xing)(xing)(xing)和(he)上述介(jie)孔結構的(de)功能便利性(xing)(xing)(xing)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)由二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)硅(gui)模板合成。我們有各種活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)前體，如植(zhi)物纖(xian)維、植(zhi)物外殼和(he)煤材(cai)料。以木纖(xian)維為活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)前體。碳(tan)化(hua)(hua)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)在二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)硅(gui)模板的(de)中(zhong)孔網(wang)絡中(zhong)形成活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)骨架。氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈉或(huo)氫氟酸(suan)儲(chu)存在氧(yang)(yang)化(hua)(hua)硅(gui)模板中(zhong)。

　　合成活性炭

　　使用(yong)AlSBA-16制備活性(xing)炭(tan)，然后通過AlCl 3(0.113g，在(zai)(zai)(zai)50mL乙醇中)乙醇溶(rong)(rong)液加(jia)入(ru)1.0g SBA-合(he)成活性(xing)炭(tan)并(bing)采用(yong)超聲處理(li)。1小時后，乙醇溶(rong)(rong)劑(ji)在(zai)(zai)(zai)旋轉蒸發(fa)器中完全蒸發(fa)，樣(yang)品(pin)在(zai)(zai)(zai)560℃在(zai)(zai)(zai)空氣中煅燒4小時。為(wei)制備活性(xing)炭(tan)，將(jiang)FA溶(rong)(rong)解(jie)在(zai)(zai)(zai)40/60體積比中TMB中，并(bing)將(jiang)OA加(jia)入(ru)到含有(you)(you)0.535ml g-1的該溶(rong)(rong)液。所(suo)得溶(rong)(rong)液在(zai)(zai)(zai)AlSBA-孔(kong)中過濾。完全混合(he)后，將(jiang)混合(he)物放置在(zai)(zai)(zai)35℃烤(kao)箱1小時，100℃放置1小時。將(jiang)獲得的樣(yang)品(pin)為(wei)350℃進一(yi)步加(jia)熱(re)2小時。在(zai)(zai)(zai)室溫下(xia)冷卻樣(yang)品(pin)后，加(jia)0.268mL活性(xing)炭(tan)原料。樣(yang)品(pin)將(jiang)再次100和350℃加(jia)熱(re)。*終加(jia)熱(re)(碳化)900℃下(xia)進行。所(suo)有(you)(you)加(jia)熱(re)處理(li)均采用(yong)配有(you)(you)多孔(kong)塞的石英反應(ying)器進行。

　　活性炭樣品SEM圖像(xiang)。

　　具有S和(he)(he)(he)N以(yi)不(bu)同的(de)方(fang)式對基團(tuan)活(huo)性炭表面進行了(le)官(guan)能化，如： 硫17和(he)(he)(he)在高溫下使(shi)用(yong)CS 2 18處理(li)，表面COOH基團(tuan)與H 2NR化合物的(de)直接(jie)反應(ying)和(he)(he)(he)吡唑啉酮的(de)直接(jie)表面沉積衍(yan)生(sheng)工(gong)(gong)具。然(ran)而，這(zhe)些方(fang)法在一般復雜(za)程序(xu)中(zhong)效率較低(di)。本文描述了(le)一種用(yong)于在活(huo)性炭表面引(yin)入(ru)S和(he)(he)(he)N雜(za)原子(zi)(zi)分子(zi)(zi)的(de)簡單(dan)通用(yong)方(fang)法。使(shi)用(yong)以(yi)下反應(ying)方(fang)案-COOH基團(tuan)開始在碳表面引(yin)入(ru)S和(he)(he)(he)N基團(tuan)。在這(zhe)項工(gong)(gong)作(zuo)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)S和(he)(he)(he)N表1中(zhong)描述了(le)分子(zi)(zi)。

　　對(dui)于-COOH，-COCl中(zhong)間體(ti)和通過(guo)和EDT和EDA獲(huo)(huo)得(de)的(de)材(cai)料獲(huo)(huo)得(de)的(de)反應(ying)(ying)IR圖1顯示(shi)光譜。在(zai)與(yu)SOCl 紅外(wai)光譜(圖1b)大約(yue)1700、1350、1210和790cm -一個新的(de)、明確的(de)定義帶與(yu)-COCl基團的(de)形成明顯相(xiang)關。C 6 H 5 COCl 的(de)IR光譜顯示(shi)完全相(xiang)同的(de)譜帶。另一方面，也(ye)可(ke)以注意到原帶的(de)存在(zai)，這可(ke)能表(biao)明活性(xing)炭表(biao)面并(bing)不全部-COOH基與(yu)SOCl 2 21反應(ying)(ying)。

　　與(yu)(yu)EDT活性炭反應(ying)后(hou)IR光譜(pu)(圖(tu)(tu)1c)表(biao)明(ming)(ming)-COCl與(yu)(yu)HSR形成(cheng)化合物(wu)反應(ying)-COSR。觀(guan)察到-COCl典型帶消失，觀(guan)察和(he)(he)(he)觀(guan)察EDT1400、1200、750和(he)(he)(he)700分子相關cm -清晰吸收(shou)1處。通(tong)過與(yu)(yu)EDA反應(ying)獲得的(de)材料IR光譜(pu)(圖(tu)(tu)1d)也表(biao)明(ming)(ming)HNHR與(yu)(yu)表(biao)面基(ji)團(tuan)-COCl有以下條(tiao)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)。已經(jing)觀(guan)察到和(he)(he)(he)DMTH和(he)(he)(he)TEA功(gong)能相似的(de)結(jie)果是典型的(de)-COSR和(he)(he)(he)-CONHR基(ji)團(tuan)帶和(he)(he)(he)R基(ji)團(tuan)的(de)特(te)征(zheng)被(bei)吸收(shou)。

　　金屬吸附活性炭

　　表面存在(zai)-SH和(he)-NH基團22Hg 2  ，Zn 2  ，Cd 2 和(he)Pb 2 吸附(fu)離(li)子等重金屬(shu)的潛力很(hen)大。在(zai)這項工作中(zhong)獲得(de)的材料(liao)也被測(ce)試了Pb  2，Cu  2和(he)Ni  吸附(fu)在(zai)水(shui)溶液中(zhong)。未處理的活(huo)性(xing)炭(tan)，EDT(C / S)和(he)EDA(N / C)官(guan)能活(huo)性(xing)炭(tan)的吸附(fu)比較(jiao)見圖2。

　　可(ke)見，活性炭的官能(neng)化強烈增加了其對(dui)不同金屬(shu)的吸附(fu)。結果表明，EDT能(neng)更有效(xiao)地(di)吸附(fu)功(gong)能(neng)材料Ni  2，而EDA活性炭與(yu)Pb  陽離子相互作用較強。

　　可通過表(biao)(biao)面化(hua)學改性(xing)(xing)定制活性(xing)(xing)炭(tan)，生產(chan)具(ju)有(you)獨特(te)性(xing)(xing)質(zhi)和(he)具(ju)體應用的(de)(de)材料。這些改性(xing)(xing)可以通過鍵表(biao)(biao)面中間(jian)體進行-COOH進行。含活性(xing)(xing)炭(tan)-COOH該(gai)基團(tuan)具(ju)有(you)優異的(de)(de)陽離(li)子交換性(xing)(xing)能，可作為水中金屬(shu)污染物的(de)(de)吸附劑。這些-COOH 基團(tuan)可以轉化(hua)為-COCl 這對活性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面的(de)(de)其他分子接枝和(he)通用基團(tuan)非常反(fan)應。幾(ji)個(ge)S可以很容易地與該(gai)酰氯(lv)中間(jian)體混合N分子(例如HSR和(he)HNR 2)與碳表(biao)(biao)面結(jie)合。這些S和(he)N作為金屬(shu)吸附劑，官能化(hua)碳顯示(shi)出(chu)巨大的(de)(de)潛力(li)，

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