表面负载不同金属离子的活性炭吸附二苯并噻吩
助锨财抖２００６年第１１期（３７）卷表面负载不同金属离子的活性炭吸附二苯并噻吩。
余谟鑫，李忠，夏启斌，王书文
（华南理工大学化工与能源学院，传热强化与过程节能教育部重点实验室，广东广州５１０６４０）
摘要：主要研究活性炭表面负载不同金属离子以提高其对二苯并噻吩吸附性能。通过浸渍法制备５种负载过渡金属离子活性炭Ａｇ（Ｉ）／ＡＣ、Ｃｕ（Ⅱ）／ＡＣ、Ｎｉ（Ⅱ）／ＡＣ、Ｚｎ（Ⅱ）／ＡＣ和Ｆｅ（Ⅲ）／ＡＣ。用静态吸附法测定了二苯并噻吩在不同活性炭上的吸附平衡等温线，并应用软硬酸碱理论分析和讨论活性炭表面负载不同金属离子对二苯并噻吩吸附性能的影响。结果表明活性炭表面负载Ａｇ＋，Ｎｉ抖、Ｃｕ２＋或ｚｎ２＋离子，可提高其对二苯并噻吩的吸附，而活性炭表面负载Ｆｅ计，反而降低了其对二苯并噻吩的吸附能力。由于Ａｇ十价格昂贵，而Ｎｉ２＋、Ｃｕ２＋和Ｚｎ２＋价廉易得，而且Ｚｎ（Ⅱ）／ＡＣ、Ｃｕ（Ⅱ）／ＡＣ和Ｎｉ（Ⅱ）／ＡＣ对二苯并噻吩又具有良好的吸附能力，故表面负载Ｎｉ２＋、Ｃｕ２＋和Ｚｎ２＋可改善活性炭吸附脱除油品中有机硫化物的能力。
关键词：活性炭；金属离子；二苯并噻吩；吸附
中图分类号：ＴＱ０２８．３文献标识码：Ａ文章编号：ｌｏｏ卜９７３１（２００６）ｌｌ—１８１６—０３
１引言
近年来，随着各国环境保护法规的出台，燃油的脱硫问题引起人们越来越多的关注。北美的炼油厂被要求到２００６年出厂的汽油硫含量从现在的３００弘ｇ／ｇ降到３０ｐｇ／ｇ，而柴油从５００弘ｇ／ｇ降到１５ｐｇ／ｇ。欧洲也出台相应的法规，要求汽油和柴油的硫含量到２００５年要降到５０肛ｇ／ｇ以下［１］。目前我国汽油硫含量为８００ｐｇ／ｇ，柴油硫含量更高为２０００ｐｇ／ｇ，远远高于欧美国家的标准。为满足环保要求和提高我国油品的国际竞争力，国家规定到２０ｌｏ年，油品的硫含量全面与国际接轨∞］。这对于国内的石化企业是一个重大的挑战。因此，如何有效的脱除油品中的硫，生产超净燃油成为近年来国内外的研究热点。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。目前，选择性吸附脱硫所选用的吸附剂主要集中在分子筛ｕＨ］和金属氧化物。然而，活性炭具有丰富的孔隙结构和大的表面积，具有良好的原位脱硫能力而且价格低廉、资源丰富，是一种很有发展潜力的吸附有机硫的吸附剂，很早就被用于燃油脱硫研究Ｌ５￣７］，但其对噻吩类硫化物有限的吸附容量仍未能满足工业化要求，影响了其在燃油脱硫方面的应用。因此对活性炭进行改性，提高其吸附容量是其用于吸附脱除燃油中有机硫急需解决的难题。本文以二苯并噻吩为目标吸附质，研究活性炭表面负载不同金属离子（Ａｇ＋、Ｚｎ２＋、Ｃｕ２＋、Ｎｉ２＋、Ｆｅ３十）对其吸附性能的影响，为改性活性炭用于吸附脱硫做一些探索。
２实验
２．１试剂与仪器
二苯并噻吩（ＤＢＴ）（＞９８％），正辛烷（分析纯），甲醇（色谱纯）。
高效液相色谱（美国Ａｇｉｌｅｎｔ公司），配有紫外光检测器。色谱柱：ＯＤＳ—Ｃ。。填充柱（美国Ａｇｉｌｅｎｔ公司）。快速比表面积和孑Ｌ径分布分析仪ＡＳＡＰ２０１０Ｍ（ＵＳＡ，Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ）。
２．２吸附剂的制备
活性炭在使用前先用蒸馏水清洗几次去除表面的无机杂质，然后用Ｏ．１ｍｏｌ／Ｌ的硝酸洗，水洗，接着用ｌｍｏｌ／Ｌ氢氧化钠清洗去除活性炭表面的有机杂质，接着水洗到中性为止，然后在３７３Ｋ下烘１２ｈ。分别称取１０９经预处理的活性炭浸渍于１００ｍｌ０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＡｇＮＱ、Ｃｕ（Ｎ０３）２、Ｎｉ（Ｎ０３）２、Ｚｎ（Ｎ０３）２、Ｆｅ（Ｎ０３）。的溶液中，室温下浸溃２４ｈ，接着水洗到中性为止，将过滤后的活性炭放在干燥箱中在３９３Ｋ温度下干燥１２ｈ，即制得负载不同金属离子的活性炭Ａｇ（Ｉ）／ＡＣ、Ｃｕ（Ⅱ）／ＡＣ、Ｎｉ（Ⅱ）／ＡＣ、Ｚｎ（Ⅱ）／ＡＣ和Ｆｅ（Ⅲ）／ＡＣ。所用试剂均为分析纯。
２．３吸附相平衡的测定［８’９】
室温下配制初始硫浓度为１０ｍｍｏｌ／Ｌ的二苯并噻吩正辛烷溶液，分别称取不同质量（ｏ．０３～１．ｏｇ）的已制备好的活性炭于１５ｍｌ的玻璃试管中，并量取５ｍｌ的油品溶液于各个试管内，置于恒温震荡床内且不时震荡，温度设定为３０和５０℃，２４ｈ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流动相为甲醇；流速为１．Ｏｍｌ／ｍｉｎ；柱温为２２．５℃，检测器波长为２２０ｎｍ，测得体系达到平衡是的液相浓度Ｃｉ’，根据
－基金项目：国家自然科学基金资助项目（２０３３６０２０）
收到初稿日期：２００６一０５—２９收到修改稿日期：２００６一０８—２１通讯作者：李忠作者简介：余谟鑫（１９７８一）．男，安徽安庆人．在读博士，师承李忠教授，从事环境材料工程研究。
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