活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為(wei)什么許多柴(chai)油(you)和其(qi)他(ta)礦(kuang)物(wu)燃(ran)料(liao)需要活性(xing)炭脫(tuo)硫(liu)(liu)，因(yin)為(wei)現在(zai)已經(jing)(jing)實施了嚴格(ge)的(de)規定(ding)(ding)來規范運輸燃(ran)料(liao)的(de)硫(liu)(liu)含量(liang)。柴(chai)油(you)機的(de)新規定(ding)(ding)將S級從400-500左右ppm減少(shao)到10-15ppm S.近零硫(liu)(liu)(NZS)柴(chai)油(you)15ppm或更低的(de)柴(chai)油(you)燃(ran)料(liao)允許先進的(de)發動(dong)機尾氣(qi)凈化裝置有效減少(shao)排放和去(qu)除(chu)顆粒物(wu)。由(you)于脫(tuo)硫(liu)(liu)過程中的(de)額外要求，煉(lian)油(you)廠的(de)長期經(jing)(jing)濟越來越受到重視。

　　雖然生產超(chao)低(di)硫(liu)(liu)(liu)柴油可以很(hen)容易地使(shi)用(ULSD)，但氧化(hua)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)等替(ti)代脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)技術(ODS)，有(you)機硫(liu)(liu)(liu)化(hua)合(he)物種(zhong)吸附劑的(de)有(you)機硫(liu)(liu)(liu)化(hua)合(he)物 廣(guang)泛的(de)探索和發展。

　　*近，活性炭(tan)已經被(bei)認可并被(bei)廣泛用(yong)作氣(qi)相和(he)液相吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑中用(yong)于去除有(you)機硫(liu)化合物的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑，主要是(shi)由(you)于活性炭(tan)擁有(you)非常高的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)積(ji)，較(jiao)大的(de)(de)(de)孔體積(ji)和(he)可調的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)性質(zhi)。然而，選擇性吸(xi)(xi)(xi)附(fu)技術(shu)對脫硫(liu)的(de)(de)(de)競(jing)(jing)爭(zheng)力(li)可能是(shi)多環(huan)芳(fang)(fang)烴(PAHs)競(jing)(jing)爭(zheng)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)的(de)(de)(de)強烈影響。在這一貢獻中，我們(men)報告了活性炭(tan)上多環(huan)芳(fang)(fang)香族硫(liu)雜環(huan)和(he)多環(huan)芳(fang)(fang)烴的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)比較(jiao)研究。

　　活性炭脫硫試驗

　　本研(yan)究中使(shi)用(yong)(yong)的(de)所有活性炭均為不同前(qian)體材料獲得的(de)活性炭，包括礦物(wu)和纖維材料。使(shi)用(yong)(yong)BET和FTIR表(biao)示吸(xi)附(fu)前(qian)后的(de)樣(yang)品。使(shi)用(yong)(yong)XRF和總(zong)S分析儀(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫分析。在(zai)固定床吸(xi)附(fu)系(xi)統中進(jin)行動態吸(xi)附(fu)實驗(yan)，允許(xu)樣(yang)品在(zai)規定的(de)時間間隔內(nei)自動收集。此外，還進(jin)行了批量吸(xi)附(fu)實驗(yan)。

　　活性炭參數

　　柴油(you)機(ji)和(he)含有芳烴和(he)硫化合(he)物的模型柴油(you)機(ji)在批(pi)量和(he)流動吸附(fu)(fu)模式下吸附(fu)(fu)在幾種活(huo)(huo)性(xing)炭上。吸附(fu)(fu)結果表明，吸附(fu)(fu)能力強烈(lie)依賴于活(huo)(huo)性(xing)炭的性(xing)質。

　　為了(le)(le)更好地了(le)(le)解吸(xi)(xi)附機(ji)制，進行(xing)了(le)(le)工作(zuo)PASHs和PAHs朗格繆爾吸(xi)(xi)附等(deng)溫線(xian)。從等(deng)溫線(xian)估計參(can)數(K L * q m)，其中(zhong)(zhong)K L表示(shi)吸(xi)(xi)附平衡常數，q m表示(shi)*大(da)吸(xi)(xi)附容量。參(can)數(K L * q m)與吸(xi)(xi)附強(qiang)度相關的(de)特征常數反映了(le)(le)每種吸(xi)(xi)附劑(ji)對吸(xi)(xi)附劑(ji)的(de)親和力。圖中(zhong)(zhong)總結(jie)(jie)了(le)(le)幾種模型化合(he)物的(de)結(jie)(jie)果。

　　吸(xi)附(fu)結(jie)果表明，具(ju)有多環(huan)芳(fang)族(zu)骨架(jia)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)分子的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)親和力主要(yao)(yao)受芳(fang)環(huan)與(yu)活性(xing)炭(tan)圖(tu)形結(jie)構(gou)之間的(de)(de)(de)(de)影響π-π控制分散相互作用(yong)。另外(wai)，電子給體(ti) - 受體(ti)機制對含硫原子的(de)(de)(de)(de)分子也起著重要(yao)(yao)作用(yong)。此外(wai)，為了有效吸(xi)附(fu)大分子，吸(xi)附(fu)劑的(de)(de)(de)(de)孔(kong)徑(jing)不僅(jin)應(ying)大于吸(xi)附(fu)劑的(de)(de)(de)(de)臨界直徑(jing)，而且應(ying)足(zu)夠(gou)寬，以減少吸(xi)附(fu)過(guo)程(cheng)中的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散動力阻力處(chu)理(li)。根據這項研(yan)究，可以得出結(jie)論，幾種吸(xi)附(fu)選擇性(xing)萘順序增加(jia)< 二(er)苯并吡啶二(er)苯。主要(yao)(yao)是由于分子直徑(jing)與(yu)吸(xi)附(fu)機理(li)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)、相似性(xing)，PASHs與(yu)多環(huan)芳(fang)烴的(de)(de)(de)(de)競爭吸(xi)附(fu)PAHs的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)量顯(xian)著降低。