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车用燃料中的有机硫化物燃烧会生成SOx,从而导致大气污染并形成酸雨,直接危害人类健康和生态环境,我国先后实施了国Ⅲ-Ⅴ汽、柴油硫含量标准,将硫含量从≤150μg/g降低到了≤10μg/g,这意味着必须加强清洁油品的生产。炼油工业上对于车用燃料脱硫普遍采用的是加氢脱硫工艺,此技术能有效脱除大量有机硫化物,但很难脱除稠环类的噻吩类硫化物,同时加氢脱硫存在反应条件苛刻、氢气消耗量大、成本高等缺点,这迫使人们寻找经济、高效的非加氢脱硫技术(氧化脱硫、萃取脱硫、烷基化脱硫和吸附脱硫等)。其中吸附脱硫具有操作条件温和、脱硫选择性好、吸附剂可再生等优点,已成为脱硫研究的热点方向。就吸附剂而言,活性炭凭借其独特的优势广泛应用于脱硫领域,但传统活性炭制备过程存在步骤长、能耗高、废水排放量大等问题,而传统的液-固吸附脱硫也存在传质阻力大、平衡时间长、油品损耗大等缺点。因而,本文主要对活性炭的制备及其用于液/气-固吸附脱硫进行了实验研究。本文首先以商用活性炭为原料,经过氧化改性得到H2SO4-AC、HNO3-AC及HNO3-H2SO4-AC;后以HNO3-AC为前驱体,通过金属负载改性得到Ni/AC、Cu/AC、Ca/AC和Fe/AC,利用上述吸附剂在液-固吸附条件下(0.2g吸附剂/10 mLDBT、吸附温度室温,吸附时间12h)对DBT模拟油进行吸附脱硫实验研究。结果表明,改性后活性炭基吸附剂的脱硫顺序为:Ni/AC>Cu/AC>Ca/AC>HNO3-AC>HNO3-H2SO4-AC>H2SO4-AC>AC>Fe/AC,Boehm 滴定表明硝酸能有效增强其表面的C=O官能团,通过电子对的供-吸作用力以提高脱硫效果,氧化剂对活性炭的氧化作用强度不同,引起吸附的吸附脱硫效果有所差异;XRD和SEM结果表明金属负载改性后,相应金属氧化物可合理分散到吸附剂的表面上并形成新的活性吸附位点,由于不同金属与硫化物可形成不同强度的络合物,从而引起脱硫效果的不同。同时,传统的液-固吸附脱硫实验表明,芳烃严重影响噻吩类硫化物的吸附脱硫性能。针对传统活性炭制备过程和液-固吸附脱硫过程存在的问题,本文首次采用低温一步法(400℃炭化、活化及改性)制得活性炭基吸附剂NiO/AC,分别对DBT模拟油、真实车用燃料进行液-固吸附脱硫和气-固吸附脱硫研究。Boehm滴定表明吸附剂表面存在羧基、内酯基和酚羟基等多种含氧官能团,XRD及SEM分析表明NiO可合理分散到吸附剂的表面上形成新的活性吸附位点。在浸渍液中硝酸的质量分率为30%、NiO负载量为5%、浸渍时间为24h、焙烧时间为3h的条件下,所制得活性炭的脱硫性能最佳;在吸附温度为40℃、吸附时间为5h的液-固吸附条件下,吸附剂对模拟油的脱硫率为28.36%,单次吸附硫容量为1.99mgS/g,4次吸附后饱和硫容量可达2.34mgS/g;在吸附温度为250℃、空速为6.3h-1的气-固吸附条件下,饱和硫容量为2.37mgS/g。吸附剂对真实车用燃料的脱硫选择性实验表明,吸附剂对真实车用燃料的脱硫不如模拟油,气-固吸附脱硫过程减小了芳烃的竞争吸附,在一定程度上消除了芳烃对噻吩类硫化物脱硫性能的影响。再生实验表明,经甲苯溶剂再生后吸附剂的再生效率可达96.48%,5次循环利用后再生性能均达90%以上。经高温气-固吸附后,吸附剂的比表面积、总孔体积、微孔体积分别提高至106.89m2/g,0.098cm3/g及0.078cm3/g,这表明在气-固吸附脱硫过程中同时发生了吸附剂的扩孔活化作用。