燃油深度脱硫用石油焦基活性炭复合材料的制备及其性能研究(6)
虽然络合吸附比物理吸附脱硫过程的吸附容量和吸附选择性要高，但是燃油中依然存在大量的与含硫芳烃化合物产生竞争络合吸附的非含硫物质Ⅲ。非含硫物质的竞争络合吸附使吸附剂的硫容量大大降低，所以络合吸附剂对硫的吸附选择性依然是一个有待解决的难题。
3 实验部分
3.1 实验用主要原料
表3.1 实验中所用原料
原料名称 生产厂家
石油焦 上海高桥
硝酸铜 国药集团化学试剂有限公司
EDTA-Cu溶液 淄博润叶生物化工有限公司
3.2 实验用仪器
表3.2 实验中所用仪器
名称 仪器型号 生产厂家
鳄式破碎机 EP-2型100 民生科技有限公司
烘箱 DHG-9075A 上海一恒科学仪器有限公司
气相色谱 GC-2014C 岛津企业管理（中国）有限公司
微库仑仪 WK-2000 姜堰市万盛分析仪器有限公司
电子天平 AL204 梅特勒-托利多（上海）有限公司
集热式恒温加热磁力搅拌器 DF-101S 巩义市予华仪器有限责任公司
管式电阻炉 YFFG170*800/10T-GC 上海意丰电炉有限公司
3.3 材料制备
3.3.1 石油焦基活性炭的制备
把石油焦用颚式粉碎机粉碎，至用16,18号筛子筛分，取16号与18号筛子之间的截留的石油焦颗粒（1.0-1.25mm），在氮气保护下，在810℃下活化5h，控制水焦比为8:1（即根据石油焦的装填量及活化时间设定水蒸气流速），得到一次活化石油焦活性炭。
图3.1 实验仪器
取100g一次活化石油焦活性炭，用1000ml的硝酸镍溶液（0.3w%）浸泡24h，在烘箱中110℃下烘干6h。把烘干样品放入活化炉中，在高纯氮的保护下，870℃下在活化炉中活化30,60,90分钟，氮气流量1L/min，水流量10ml/min。计算活化烧蚀量，以70%左右烧蚀量为目标条件，确定初步活化时间。二次活化活性炭进行氮气吸附表征，以孔容为1.1cm3/g为目标，确定最终活化时间（若孔容太小，则延长活化时间，若孔容太大，则缩短活化时间）。
满足孔容要求的二次活化活性炭（100g一次活化活性炭二次活化所得），用5%醋酸+5%盐酸200ml，在80℃水浴中浸渍12h（三角烧瓶瓶盖密封），用蒸馏水洗至中性。在烘箱中110℃下烘干6h。用热重法，空气气流测定活性炭的灰分，要求灰分在0.1w%以下。若未达到该指标，再重复用5%醋酸+5%盐酸浸渍洗涤，直至灰分在0.1w%以下。所得二次活化活性炭标记为S-AC，将所制备的S-AC活性炭粉碎，筛分，取200目筛下粉末作为下列实验的原料。
图3.2 实验原料
3.4 活化条件的影响
3.4.1炭化温度的影响
随着最终炭化温度逐渐升高，活性炭的吸附能力也逐渐增强，但当温度超过800℃以后，碘吸附能力变小，亚甲基蓝吸附值几乎不变，可能是因为温度升高会使得活性炭孔隙表面被烧失，孔径变大所致。因此最终炭化温度以不超过800℃为宜。
3.4.2活化温度的影响
随着活化温度逐渐升高，活性炭的吸附能力也逐渐增强，但当温度超过950℃以后，吸附能力变小。这说明在活化过程中新孔的产生和破坏是同时进行的，随着温度的升高，活化反应的速率加快，产生大量的微孔，但温度过高，又会使孔结构遭到破坏，因此活化温度以不超过1 000℃为宜。
3.4.3 活化时间的影响
随着活化时间逐渐加长，活性炭的吸附能力也逐渐增强。在活化初始阶段，由于活化剂的作用，炭化后留在空隙中的焦油等物质和紊乱碳被除去，暴露出由碳原子组成微晶结构间空隙。随着活化剂继续和微晶结构反应，孔隙不断加宽，相邻微孔间的壁被烧坏而形成较大孔隙，结果导致过渡孔和大孔容积增加。因而，孔隙生成和结构与炭的氧化过程密切相关。因此在活化时间较短时，生成的微孔居多，对亚甲基蓝吸附不利；但时间过长，烧失率过大，会导致产品质量下降，增加成本，故活化时间以不超过120min为宜。
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