文档介绍：文章编号:1001-9731(2013)20-2954-05氧化改性活性炭吸附脱氮选择性研究?文婕1,2,孙文晶2,杨文2(,四川成都610500;,四川成都610065)摘要:以芳烃萘作为参照物,研究了超大比表面积活性炭MSC-30对喹啉、吲哚和咔唑的吸附选择性。进一步采用3种不同的氧化改性方法对MSC-30活性炭进行了氧化改性,考察氧化改性对活性炭吸附脱氮选择性的影响。结果表明,该活性炭及氧化改性样品选择性吸附脱氮。氧化改性后,活性炭对氮化物的选择性进一步提高,并且对氮化物的吸附量增加。通过量子化学密度泛函理论(DFT)对目标吸附质的前线轨道能量分布进行计算,结果证明,活性炭对于氮化物的吸附选择性高于对芳烃萘的选择性,这和吸附质的反应活泼顺序一致。氧化改性的活性炭,由于表面含氧基团增加,不利于吸附稳定的萘,而有利于吸附较活泼的吲哚和喹啉,尤其倾向于吸附碱性氮化物喹啉。在强氧化的活性炭样品MSC-N和MSC-NS上,。关键词:活性炭;氧化改性;吸附脱氮;选择性中图分类号:TB34;TE624文献标识码:ADOI:.1001-,在精炼厂中,首先必须去除各种精炼油中的氮化物,方可进行后续处理,如异构化处理、重整反应、催化裂化和加氢裂化[1]。因为在这些过程中,所使用的催化剂都对氮化物非常敏感,尤其容易在碱性氮化物作用下失去活性。最近,随着世界各国的燃油规范对燃油中硫含量的规定日益苛刻,用于深度加氢脱硫的脱氮预处理,也越来越引起人们重视[2,3]。因为,在传统加氢过程中,氮化物和硫化物在催化剂活性位上产生竞争吸附,抑制深度脱硫[4,5]。此外,氮化物将在燃烧过程中产生NOx,造成严重的环境污染。然而,传统的加氢脱氮,是通过芳烃、杂环的加氢饱和,接着碳—氮键断裂而进行的[6,7]。反应需要先进行氮杂环的完全加氢饱和,不仅在动力学上非常困难,而且耗氢量巨大。因此,业界正在寻找新的替代方法,实现液态烃中氮化物的去除。其中,吸附脱氮具有常温常压条件下操作,不消耗氢气,吸附容量高,吸附剂廉价易得、无污染,设备投资少等优点[8-11]。活性炭由于吸附容量大,是具有广阔应用前景的一种吸附剂[11-14]。目前的挑战是怎样利用吸附剂选择性地从燃油中脱氮。因为燃油中不仅含有氮化物,还含有结构类似的芳香烃。芳香烃的脱除,会造成炼油公司油品产率的巨大损失。氮化物的选择性脱除,将给炼油公司带来切实的效益。在作者前期研究工作中,曾采用一种大比表面积活性炭作吸附剂,研究氧化改性对其吸附脱氮性能的影响。结果表明,活性炭氧化改性后,吸附脱氮量显著提高[15]。本文进一步研究该活性炭及氧化改性样品对氮化物的吸附选择性。以芳烃萘作为参照物,研究活性炭对中性和碱性氮化物,以及不同分子大小的中性氮化物的吸附选择性。同时,采用密度泛函(DFT)分子理论模拟计算,分析了不同吸附质竞争吸附作用的强弱。-30活性炭(maxsorbcarbon;购于日本KansaiCokeandChemicalsCo.,Ltd.,沥青基活性炭;KOH活化制备)作吸附剂。采用3种氧化方法分别改性