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活性炭表面负载金属离子对其吸附苯并噻变压器的影响 超净燃油脱硫废水预处理 近年来，人们越来越关注燃烧挤油的问题。2006年，美国的大型油厂要求汽油硫含量从300g-1降至30g-1，油硫含量从500g-1降至15g-1。欧洲相关法规要求汽油和柴油的硫含量应低于50g-1。目前，中国的石油硫含量为800g-1，油硫含量为2000g-1，大大超过了发达国家的标准。为了满足环境要求，提高中国的国际油气竞争力，国家要求2010年汽油硫含量全面向国际同步。这对国内石化公司来说是一个重大挑战。因此，如何有效去除油中的硫，以及如何生产超干净的燃料，是国内外研究热点和紧迫的问题。 油品中存在多种硫化物,但80%以上是芳香类噻吩硫化物,包括噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其甲基取代的衍生物.用于燃油脱硫的技术很多,吸附脱硫由于成本低、操作简单、操作条件缓和、不降低辛烷值等优点,受到越来越多的关注,特别是选择性吸附脱硫,使生产超净燃油具有远大前景.目前,选择性吸附脱硫所选用的吸附剂主要集中在分子筛金属氧化物等.活性炭用于脱硫也有报道,但吸附量较小,因此对活性炭进行改性,提高吸附容量是其用于吸附脱硫急需解决的难题.本文主要研究在活性炭表面负载不同过渡金属(Ag+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Fe3+、Co3+),以提高活性炭脱除燃油中硫化物的能力. 1 实验部分 1.1 高效液相色谱 苯并噻吩(BT)(98%),正辛烷(分析纯),甲醇(色谱纯). 高效液相色谱(美国Agilent公司),配有紫外检测器.色谱柱:ODS-C18填充柱(美国Agilent公司).快速比表面积和孔径分布分析仪ASAP2010M(美国Micromeritics). 1.2 过渡金属活性炭的制备 分别称取10 g经预处理的活性炭,然后分别置于100 ml 0.1 mol·L-1的AgNO3、Zn(NO3)2、Cu(NO3)2、Ni(NO3)2、Fe(NO3)3、Co(NO3)3的溶液中,于室温下静置24 h,过滤后放在干燥箱中干燥,在350℃下焙烧6 h,即制得负载过渡金属的活性炭.没有负载任何过渡金属的活性炭也在350℃下焙烧6 h.所用试剂均为分析纯. 1.3 液相色谱分析条件 室温下配制初始硫浓度为10 mmol·L-1的苯并噻吩正辛烷溶液, 分别称取不同质量(0.05～1.5 g)的已制备好的活性炭于5 ml的玻璃试管中,量取5 ml的油品溶液于各个试管内,置于恒温振荡床内且不时振荡,温度设定为30℃和50℃,24 h后取出溶液,用液相色谱分析其中的硫含量,液相色谱的操作条件为:流动相甲醇;流速1.0 ml·min-1;柱温22.5℃,检测器波长220 nm,测得体系达到平衡时的液相浓度C*i,根据式(1)进行计算,求出体系达到平衡时,苯并噻吩在吸附剂上的含量qi qi=VMi(C0?C?i)(1) 式中qi为单位吸附剂上的吸附量(mmol·kg-1),C0为溶液中硫初始浓度(mmol·L-1),C*i为吸附达到平衡时液相的浓度(mmol·L-1),V为溶液体积(L),Mi为吸附剂质量(kg).算出qi后,以C*i为横坐标,qi为纵坐标作图,得出30℃和50℃下的吸附等温线. 2 结果与讨论 2.1 g-1活性炭的表征 采用ASAP2010M自动吸附仪测定活性炭的比表面积为1070 m2·g-1, 其孔径分布以及在77 K下的氮吸附-脱附等温线,如图1所示. 由吸附等温线和BJH孔径分布(图2)可知,该活性炭是典型含中孔的固体材料,且从滞后环可以推断该活性炭存在平行板壁的狭缝形孔. 2.2 活性炭表面负载不同金属离子的吸附能力 图3为30℃下负载各种过渡金属(Ag+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Fe3+、Co3+)的活性炭以及未改性活性炭吸附苯并噻吩硫化物的吸附等温线.由图3(a)可以看出:经表面改性后的各种活性炭对苯并噻吩的吸附能力有较明显的差别.负载Ag+的活性炭吸附效果最好,其次是负载Ni2+、Cu2+、Zn2+的活性炭,它们对苯并噻吩的吸附容量都高于未改性的活性炭的吸附容量.由图3(b)可见:活性炭表面负载Fe3+、Co3+离子,它们对苯并噻吩的吸附容量不仅没有提高,反而降低了.图4为50℃下负载各种过渡金属的活性炭吸附苯并噻吩的吸附等温线,其结果与30℃下相似,仅是随着温度的升高,各种吸附剂对苯并噻吩硫的吸附能力都有所降低.从以上对各吸附等温线的分析和比较可知,分别在活性炭表面负载不同的金属离子,对其吸附苯并噻吩的吸附能力有影响,它们对苯并噻吩硫吸附容量按大小顺序依次为Ag+ Ni2+ Cu2+ Zn2+ AC Fe3+ Co3+.产生这种差别的主要原因是活性炭分别用不同的金属盐进行表面处理后,其表面的局部酸碱性质发生了变化.弄清其中的基本原理和规律,对