活性炭用于汽油脫硫，使用球形中孔二氧化硅作為模板制備活性炭吸附劑。通過X射線衍射，掃描電子顯微鏡和氮吸附-解吸等溫線研究合成的材料。已經(jīng)測試了活性炭吸附二苯并噻吩(DBT)作為汽油燃料的模型硫化合物。由于活性炭的中孔體積大和比表面積高，使得活性炭顯示出更高的硫吸附。結(jié)果證實了活性炭吸附劑孔徑及其表面化學(xué)對從石油燃料中吸附二苯并噻吩的重要性。

　　從液態(tài)烴燃料的有機硫化合物的去除已經(jīng)成為當前煉油廠的重要步驟。去除硫化合物的主要目的是減少空氣污染，大約在汽油燃料中的所有含硫烴在汽油加工過程中通過催化加氫脫硫反應(yīng)變?yōu)闊o硫化合物和H2S。然而，催化加氫脫硫工藝是汽油燃料脫硫的最著名技術(shù)。但是它不能除去專業(yè)噻吩類化合物(TC)，包括二苯并噻吩(DBT)，4,6-二甲基(4,6-DMDBT)，和苯并噻吩(BT)。因此，這些看起來很好的工藝卻在很大程度上導(dǎo)致了不滿足生產(chǎn)超低硫汽油所需的操作條件。在設(shè)計，制備，測試和升級，有效，實用和強大的深度和超深度脫硫系統(tǒng)(如脫硫催化劑和活性炭吸附劑)方面正在進行大量嘗試。

　　在本研究中，活性炭已經(jīng)使用二氧化硅模板合成，因為其具有定制的孔隙率，高比表面積，高穩(wěn)定性和上述介孔結(jié)構(gòu)的功能化的便利性。我們有各種活性炭前體，如植物纖維，植物外殼和煤質(zhì)材料。我們使用木質(zhì)纖維作為活性炭前體。碳化后的活性炭在二氧化硅模板的中孔網(wǎng)絡(luò)中形成活性炭骨架。活性炭骨架的結(jié)構(gòu)順序被用氫氧化鈉或氫氟酸保存在氧化硅模板中。

　　活性炭的合成

　　使用AlSBA-16制備活性炭，然后通過將AlCl 3(0.113g，在50mL乙醇中)的乙醇溶液加入1.0g SBA-16并超聲處理來合成活性炭。1小時然后，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中將乙醇溶劑完全蒸發(fā)，并將樣品在560℃的空氣中煅燒4小時。為了制備活性炭，將FA以40/60體積比溶解在TMB中，并將OA加入到含有0.535ml g-1的該溶液。將所得溶液在AlSBA-16的孔中過濾。完全混合后，將混合物置于35℃的烘箱中1小時，然后在100℃下放置1小時。將得到的樣品在350℃下進一步加熱2小時。將樣品在室溫下冷卻后，加入0.268mL活性炭原材料。將該樣品再次在100和350℃加熱。最終加熱(碳化)在900℃下進行。所有加熱處理均在自生氣體氣氛下使用配備有多孔塞的石英反應(yīng)器進行。

　　圖1：活性炭樣品的SEM圖像。

　　SBA-16的合成

　　兩種聚(環(huán)氧烷)型三嵌段共聚物，把這些溶液一起溶解在40℃的HCl水溶液中并攪拌5小時。在35℃下將原硅酸四乙酯加入到溶液中，并在相同溫度下繼續(xù)磁力攪拌15分鐘。將該混合物在相同溫度下在烘箱中在靜態(tài)條件下保持24小時。隨后，將混合物置于40℃的烘箱中進行水熱處理24小時。通過過濾回收白色沉淀物并干燥，不在35℃下洗滌過夜。之后，通過在560℃下煅燒除去表面活性劑，將溫度升高至560℃，加熱速度為1℃/min。

　　圖2：活性炭和SBA-16吸附脫硫的比較(DBT：1,000 mg / L，吸附劑用量：20 mg / L，溫度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　活性炭，SBA-16脫硫的比較

　　為了測量吸附容量，在平衡條件下進行吸附等溫線研究。DBT在吸附劑上的吸附等溫線如圖2所示。這些結(jié)果表明，活性炭樣品的DBT吸附程度遠高于SBA-16。吸附平衡所需的時間約為40分鐘。吸附速率與吸附劑基質(zhì)上活性吸附位點的含量有關(guān)。結(jié)果表明，不同的介孔材料具有有意義的不同硫吸附能力，不僅取決于結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，還取決于表面官能團。活性炭表現(xiàn)出比SBA-16高的吸附能力，這是由于其較大的BET表面積和較大的中孔體積。另一方面，活性炭的吸附速率比SBA-16快，這是由于介孔體積較大。已經(jīng)建議吸附過程將在一系列擴散步驟中發(fā)生在中孔中，然后進入微孔中。當樣品具有小的中孔體積時，達到平衡需要更長的時間。根據(jù)這些結(jié)果，在本研究中選擇活性炭作為吸附二苯并噻吩的合適吸附劑。

　　圖3：不同初始濃度對活性炭吸硫能力的影響(吸附劑用量：20 mg / L，溫度：25°C，攪拌時間：360 min)。

　　初始濃度的影響

　　在10ml溶液中用0.02g活性炭進行實驗(圖3)顯示了攪拌時間和初始濃度對活性炭吸附二苯并噻吩的影響。該圖顯示活性炭對二苯并噻吩的吸附隨著攪拌時間的增加而增加，并且對于具有較低初始濃度的溶液更早達到平衡。吸附曲線略微增加并且是連續(xù)的，直到達到飽和。結(jié)果表明二苯并噻吩吸附在相互作用期的初始階段很快，之后在平衡附近變慢。這種現(xiàn)象是由于在初始階段有大量未填充的表面位點可用于吸附，并且在一段時間之后，由于溶質(zhì)分子之間的排斥力，難以處理未填充的未填充表面位點。固相和體相，吸附速率取決于各種參數(shù)，例如攪拌速率，活性炭吸附劑的物理性質(zhì)，吸附劑量和吸附物性質(zhì)。活性炭吸附的二苯并噻吩量隨時間增加，有時會增加，當二苯并噻吩完全從溶液中吸附時，它在外面不斷改進。在平衡時間吸附的二苯并噻吩的量在這些活化條件下產(chǎn)生活性炭的最大吸附容量。

　　在這項工作中，成功合成了一種新型的活性炭吸附劑，并檢測了其吸附行為。XRD和N 2吸附結(jié)果證明，采用硬模板法的活性炭是其模板SBA-16的完美復(fù)制品。已經(jīng)研究了在許多多孔吸附劑從汽油燃料溶液中吸附二苯并噻吩(DBT)，可以得出結(jié)論，不同的多孔材料對硫的去除具有不同的吸附能力，這不僅取決于多孔材料的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，而且還取決于表面官能團。發(fā)現(xiàn)活性炭上DBT吸附量高于SBA-16。兩種吸附劑的平衡研究已經(jīng)顯示出實驗結(jié)果，以更好地擬合Langmuir等溫線。總之，結(jié)果表明活性炭是一種有效且有前途的吸附劑，用于從液體樣品中分離二苯并噻吩。

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