活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為什么許(xu)多柴(chai)油(you)和(he)其他礦物燃(ran)料需要(yao)活(huo)性炭脫(tuo)硫，因為現在已經(jing)(jing)實(shi)施了嚴格的(de)(de)規定來規范運(yun)輸燃(ran)料的(de)(de)硫含量(liang)。柴(chai)油(you)機(ji)的(de)(de)新規定將S級從(cong)400-500左(zuo)右ppm減少到10-15ppm S.近零(ling)硫(NZS)柴(chai)油(you)15ppm或更(geng)低的(de)(de)柴(chai)油(you)燃(ran)料允許(xu)先(xian)進的(de)(de)發動機(ji)尾(wei)氣凈化(hua)裝(zhuang)置(zhi)有效(xiao)減少排放和(he)去除顆(ke)粒物。由于(yu)脫(tuo)硫過(guo)程中的(de)(de)額外(wai)要(yao)求(qiu)，煉油(you)廠的(de)(de)長期經(jing)(jing)濟越來越受(shou)到重視。

　　雖(sui)然生產超(chao)低硫(liu)柴油可以很容(rong)易地使用(ULSD)，但(dan)氧(yang)化脫硫(liu)等替(ti)代(dai)脫硫(liu)技術(ODS)，有機硫(liu)化合物種(zhong)吸附(fu)劑的有機硫(liu)化合物 廣泛的探(tan)索(suo)和發展。

　　*近，活(huo)性炭已經被(bei)(bei)認可并被(bei)(bei)廣泛(fan)用作(zuo)氣(qi)相和液相吸附(fu)劑(ji)(ji)中用于去除有機硫(liu)化合物(wu)的(de)(de)吸附(fu)劑(ji)(ji)，主要是由于活(huo)性炭擁有非常(chang)高的(de)(de)表(biao)面積，較(jiao)大的(de)(de)孔體積和可調的(de)(de)表(biao)面性質。然(ran)而(er)，選擇(ze)性吸附(fu)技術(shu)對脫硫(liu)的(de)(de)競爭(zheng)(zheng)力(li)可能是多環芳烴(jing)(PAHs)競爭(zheng)(zheng)吸附(fu)的(de)(de)強烈影響。在這一貢獻中，我們報告了活(huo)性炭上(shang)多環芳香族硫(liu)雜環和多環芳烴(jing)的(de)(de)吸附(fu)比較(jiao)研(yan)究(jiu)。

　　活性炭脫硫試驗

　　本研究中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)所有活(huo)性炭(tan)均為不同前體(ti)材(cai)料獲得的(de)活(huo)性炭(tan)，包括礦物和(he)纖維材(cai)料。使(shi)用(yong)BET和(he)FTIR表(biao)示吸附前后的(de)樣品。使(shi)用(yong)XRF和(he)總S分(fen)析儀(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫分(fen)析。在(zai)固(gu)定床吸附系統(tong)中(zhong)進行動態吸附實驗，允許樣品在(zai)規定的(de)時間間隔內(nei)自動收集。此外，還(huan)進行了(le)批量(liang)吸附實驗。

　　活性炭參數

　　柴油機和(he)含有芳(fang)烴和(he)硫(liu)化合(he)物的(de)模型柴油機在(zai)批量和(he)流動吸(xi)(xi)附(fu)模式下吸(xi)(xi)附(fu)在(zai)幾種活性(xing)炭上。吸(xi)(xi)附(fu)結果表明，吸(xi)(xi)附(fu)能力強烈依賴(lai)于活性(xing)炭的(de)性(xing)質。

　　為了(le)(le)(le)更好地(di)了(le)(le)(le)解(jie)吸(xi)附(fu)(fu)機制，進(jin)行(xing)了(le)(le)(le)工作(zuo)PASHs和PAHs朗格繆爾(er)吸(xi)附(fu)(fu)等溫線。從等溫線估計參數(shu)(K L * q m)，其(qi)中K L表示吸(xi)附(fu)(fu)平衡常數(shu)，q m表示*大吸(xi)附(fu)(fu)容(rong)量。參數(shu)(K L * q m)與(yu)吸(xi)附(fu)(fu)強(qiang)度(du)相關的(de)(de)特征常數(shu)反映了(le)(le)(le)每(mei)種吸(xi)附(fu)(fu)劑對吸(xi)附(fu)(fu)劑的(de)(de)親和力。圖中總結了(le)(le)(le)幾種模型化合(he)物的(de)(de)結果。

　　吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)結(jie)果(guo)表明(ming)，具有(you)多環芳(fang)族骨架(jia)結(jie)構(gou)(gou)的分(fen)子的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)親和(he)力主要受芳(fang)環與(yu)活性(xing)(xing)炭(tan)圖形結(jie)構(gou)(gou)之間的影響(xiang)π-π控(kong)制分(fen)散(san)相互作用。另(ling)外，電子給體(ti) - 受體(ti)機制對含(han)硫原(yuan)子的分(fen)子也起(qi)著(zhu)重要作用。此外，為了有(you)效吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)大分(fen)子，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的孔徑不僅應(ying)大于吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的臨界(jie)直(zhi)徑，而且(qie)應(ying)足夠寬，以減少吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)過程中(zhong)的擴散(san)動力阻力處(chu)理。根據這項研究，可以得出結(jie)論，幾種吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)選擇性(xing)(xing)萘順序(xu)增加(jia)< 二苯并吡(bi)啶(ding)二苯。主要是由于分(fen)子直(zhi)徑與(yu)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)機理的結(jie)構(gou)(gou)、相似性(xing)(xing)，PASHs與(yu)多環芳(fang)烴的競爭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)PAHs的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)量顯著(zhu)降低。