活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為(wei)什(shen)么(me)許多柴(chai)油(you)(you)和其他礦物(wu)(wu)燃(ran)料需要活(huo)性(xing)炭脫硫(liu)，因(yin)為(wei)現在已經實施(shi)了嚴(yan)格的(de)(de)(de)規定(ding)來(lai)規范運(yun)輸燃(ran)料的(de)(de)(de)硫(liu)含量(liang)。柴(chai)油(you)(you)機的(de)(de)(de)新規定(ding)將S級從400-500左右(you)ppm減少到10-15ppm S.近(jin)零硫(liu)(NZS)柴(chai)油(you)(you)15ppm或(huo)更低的(de)(de)(de)柴(chai)油(you)(you)燃(ran)料允許先進的(de)(de)(de)發(fa)動機尾氣凈(jing)化裝置有效減少排放和去除顆粒物(wu)(wu)。由于脫硫(liu)過程中的(de)(de)(de)額外要求，煉油(you)(you)廠的(de)(de)(de)長期經濟越(yue)來(lai)越(yue)受(shou)到重(zhong)視。

　　雖然生產超低硫柴油可(ke)以很容易地使(shi)用(ULSD)，但(dan)氧化(hua)脫(tuo)硫等(deng)替代脫(tuo)硫技術(ODS)，有(you)機(ji)硫化(hua)合物種吸附劑的有(you)機(ji)硫化(hua)合物 廣泛的探(tan)索和發展。

　　*近，活性炭(tan)(tan)已(yi)經被(bei)認可(ke)并被(bei)廣泛用(yong)作氣(qi)相和(he)液相吸(xi)附(fu)劑(ji)中(zhong)用(yong)于去除有機硫(liu)(liu)化合物的(de)(de)吸(xi)附(fu)劑(ji)，主(zhu)要是由(you)于活性炭(tan)(tan)擁(yong)有非常高的(de)(de)表面(mian)積(ji)，較大的(de)(de)孔體積(ji)和(he)可(ke)調的(de)(de)表面(mian)性質(zhi)。然而，選擇(ze)性吸(xi)附(fu)技術對脫(tuo)硫(liu)(liu)的(de)(de)競爭(zheng)力可(ke)能是多(duo)(duo)環(huan)芳(fang)烴(jing)(PAHs)競爭(zheng)吸(xi)附(fu)的(de)(de)強烈(lie)影(ying)響。在(zai)這一貢獻(xian)中(zhong)，我們報告了活性炭(tan)(tan)上多(duo)(duo)環(huan)芳(fang)香族硫(liu)(liu)雜環(huan)和(he)多(duo)(duo)環(huan)芳(fang)烴(jing)的(de)(de)吸(xi)附(fu)比較研究。

　　活性炭脫硫試驗

　　本(ben)研究中使(shi)用的(de)所有活性炭均為不同前(qian)體(ti)材料獲得的(de)活性炭，包括礦物和(he)纖維材料。使(shi)用BET和(he)FTIR表(biao)示(shi)吸(xi)附(fu)前(qian)后的(de)樣品。使(shi)用XRF和(he)總S分析(xi)儀(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫(liu)分析(xi)。在固定床吸(xi)附(fu)系統中進行(xing)動態(tai)吸(xi)附(fu)實驗，允許樣品在規(gui)定的(de)時間間隔內自動收集。此外(wai)，還進行(xing)了批量吸(xi)附(fu)實驗。

　　活性炭參數

　　柴油(you)機和(he)含有芳烴和(he)硫化(hua)合物的(de)模(mo)型柴油(you)機在批量和(he)流動吸(xi)(xi)附模(mo)式(shi)下吸(xi)(xi)附在幾種活性炭上。吸(xi)(xi)附結果表明，吸(xi)(xi)附能力強烈依賴于活性炭的(de)性質(zhi)。

　　為了(le)更(geng)好地(di)了(le)解吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)機制，進行了(le)工作PASHs和(he)(he)PAHs朗格繆爾吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)等溫(wen)(wen)線(xian)。從等溫(wen)(wen)線(xian)估計參(can)數(shu)(K L * q m)，其中(zhong)K L表示吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)平衡常數(shu)，q m表示*大吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)容量。參(can)數(shu)(K L * q m)與吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)強度相關的(de)特征常數(shu)反映了(le)每種吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)對吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)的(de)親(qin)和(he)(he)力。圖中(zhong)總結(jie)了(le)幾種模(mo)型化(hua)合物的(de)結(jie)果(guo)。

　　吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)結(jie)果表(biao)明，具有多(duo)環(huan)芳(fang)族(zu)骨架(jia)結(jie)構(gou)的(de)(de)分子的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)親(qin)和力主要(yao)受芳(fang)環(huan)與活性炭圖(tu)形結(jie)構(gou)之間(jian)的(de)(de)影(ying)響π-π控(kong)制(zhi)分散相(xiang)互作用。另外(wai)(wai)，電子給體(ti) - 受體(ti)機制(zhi)對含硫原子的(de)(de)分子也(ye)起著重要(yao)作用。此外(wai)(wai)，為了有效吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)大分子，吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)(de)孔(kong)徑不僅應大于(yu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)(de)臨界直徑，而且應足(zu)夠(gou)寬，以減少吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)過程中(zhong)的(de)(de)擴散動(dong)力阻力處理。根(gen)據這(zhe)項研究，可以得出結(jie)論，幾種吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)選擇(ze)性萘順序增加< 二苯并吡啶二苯。主要(yao)是由于(yu)分子直徑與吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)機理的(de)(de)結(jie)構(gou)、相(xiang)似性，PASHs與多(duo)環(huan)芳(fang)烴的(de)(de)競爭吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)PAHs的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)量(liang)顯著降(jiang)低。