活性炭表面改性對苯并噻吩和二苯并噻吩吸附性能的影響.pdf

1、含硫燃料燃燒后產(chǎn)生的SOx等會嚴(yán)重污染環(huán)境并造成酸雨。隨著人們對環(huán)境的日益重視，國際上對燃料油的硫含量要求越來越嚴(yán)格。傳統(tǒng)的加氫脫硫（HDS）雖然能非常有效地脫除大部分硫化物，但是它用于油品深度脫硫時，費用較高，對噻吩類硫化物的脫除效果不理想。目前人們研究的非加氫脫硫技術(shù)中，吸附法具有操作條件溫和，投資和操作費用低，脫硫效果好，環(huán)境污染少等優(yōu)點，是最有前景的方法之一。
　　 活性炭有著巨大的比表面積和發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，對油品中的硫

2、化物具有較好的吸附能力。但是它對噻吩類硫化物的吸附量不是很大，仍未能滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。有效測定噻吩類硫化物在活性炭上的相平衡，并探索活性炭表面結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)和對噻吩類硫化物脫除性能之間的規(guī)律，不僅具有重要的科學(xué)研究價值，而且具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本文運用靜態(tài)吸附法測定不同溫度下噻吩類硫化物代表物苯并噻吩和二苯并噻吩在SY-6、SY-13和SY-19三種活性炭上的吸附平衡關(guān)系。并測定了活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)和活性炭表面官能團含量，

3、探討了活性炭對苯并噻吩和二苯并噻吩的吸附機理。結(jié)果表明：三種活性炭對苯并噻吩吸附容量的順序為SY-6>SY-19>SY-13，吸附等溫線均屬于Ⅱ型；對二苯并噻吩吸附能力順序為SY-6>SY-13>SY-19，吸附等溫線都為Ⅰ型。活性炭對苯并噻吩和二苯并噻吩的吸附性能取決于比表面積、孔徑和表面含氧基團總量?；钚蕴靠讖皆叫。瑢Ρ讲⑧绶缘奈叫阅茉胶?；而比表面積越大，對二苯并噻吩的吸附性能越好?；钚蕴勘砻婧趸鶊F含量越多，對這兩種噻吩類硫化物

4、的吸附量越大。這些實驗結(jié)果對于指導(dǎo)吸附技術(shù)在油品脫硫領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義，這是本文的一個創(chuàng)新之處。
　　 本文在空氣的氛圍中，利用微波場的作用對活性炭進(jìn)行改性，測定了不同條件改性后活性炭對苯并噻吩和二苯并噻吩的吸附平衡關(guān)系。首次研究了微波輻射功率和輻射時間對活性炭表面結(jié)構(gòu)、表面官能團及脫硫效果的影響，摸索出最佳的微波改性條件。結(jié)果表明：在空氣氛圍下，通過選取適當(dāng)?shù)奈⒉üぷ鲄?shù)，可以在活性炭表面引入更多含氧基團，使活性炭對噻吩類

5、硫化物吸附性能得到提高。同一微波功率下，延長輻射時間，或同一時間下，增大微波功率，改性后活性炭對苯并噻吩和二苯并噻吩的吸附性能變化趨勢均呈先上升后下降的形式。在微波功率60W～900W范圍內(nèi)，改性后活性炭的比表面積變化范圍在-22％～+20％之間；而表面含氧基團總量變化幅度為-81％～+72％。在功率90W，時間15min的微波工作條件下引入的含氧基團最多。活性炭脫除苯并噻吩和二苯并噻吩性能最佳的改性條件分別為150W，10min和90

6、W，15min。這些結(jié)論為表面改性提高活性炭脫硫效果的研究提供了新的思路，是本文的又一新意之處。
　　 本文應(yīng)用浸漬法在活性炭表面負(fù)載不同過渡金屬離子（Ag+，Zn2+，Cu2+，Ni2+，F(xiàn)e3+），測定了苯并噻吩和二苯并噻吩在各負(fù)載金屬離子活性炭上的吸附等溫線，探索了負(fù)載金屬離子對活性炭脫硫性能的影響，并運用軟硬酸堿理論分析造成吸附能力差異的原因。結(jié)果表明：活性炭表面負(fù)載Ag+，Ni2+，Cu2+或Zn2+離子，可提高活性炭