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改性活性炭脱除柴油中氮化物的研究

作　者: 解治香
导　师: 胡廷平
学　校: 武汉工业学院
专　业: 应用化学
关键词: 过渡金属吸附剂脱氮 π-络合吸附分子模拟
分类号: TE624.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

柴油中有机含氮化合物的存在不仅严重抑制加氢脱硫的深度，而且在燃烧过程中生成NOx，NO x在大气中对人体的健康产生影响，污染环境，形成酸雨。随着公众环境意识的增强及对超清洁燃料生产的关注，柴油脱氮成为一项重要的研究课题。本文在论述加氢脱氮、配位萃取脱氮、酸碱精制脱氮、溶剂精制脱氮、生物脱氮、微波脱氮和组合脱氮的研究现状及发展前景的基础上，以活性炭为基材，利用酸及过渡金属对活性炭进行改性制备脱氮吸附剂，借助模拟柴油，通过对不同氮化物脱除率、吸附容量的对比，研究吸附剂对氮化物脱除的有效性，并通过模拟软件模拟实验吸附。(1)利用硫酸预处理的活性炭负载酸组分制备碱性氮化物吸附剂，实验表明负载活性炭的硫酸组分浓度在15%～20%，焙烧温度110℃，剂油比1：80，在室温下，吸附剂吸附碱性氮化物，脱氮率90%以上。(2)利用金属组分改性活性炭制备非碱性氮化物吸附剂，实验表明不同价态的同一金属负载活性炭具有不同的吸附容量，三价态铁具有较高的吸附容量，达到34.07 mg/g，同时，金属组分共负载会发生协同增强效应。(3)利用草酸与过渡金属共改性活性炭制备氮化物吸附剂，实验表明吸附剂室温下，剂油比1:4 00，吸附时间40min，吸附剂对氮化物具有较好的选择性，能够有效的脱除碱性氮化物和非碱性氮化物，饱和吸附剂通过有机溶剂解吸再生利用，碱性脱氮率达80%以上，中性脱氮率70%以上。(4)利用分子模拟软件中的吸附模块模拟吸附氮化物，考察了一系列含氮化合物（吡啶、喹啉、甲基喹啉、吡咯、吲哚和甲基吲哚）在改性活性炭上的化学吸附行为，吸附剂吸附氮化物有三种作用方式，碱性氮化物以氮原子上的孤对电子与铁原子的S空轨道结合；非碱性氮化物以含N环空的π*分子轨道与铁原子d轨道电子结合。

改性活性炭脱除柴油中氮化物的研究

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