活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為什(shen)么許多柴油和(he)其他礦物燃(ran)料(liao)需要(yao)活性(xing)炭脫硫，因為現在(zai)已經實施了嚴格的(de)規定來(lai)規范運(yun)輸燃(ran)料(liao)的(de)硫含(han)量。柴油機的(de)新規定將S級從400-500左(zuo)右(you)ppm減少(shao)到(dao)(dao)10-15ppm S.近零硫(NZS)柴油15ppm或更(geng)低的(de)柴油燃(ran)料(liao)允許先進的(de)發動機尾(wei)氣凈化裝(zhuang)置有效減少(shao)排放(fang)和(he)去除顆粒物。由于脫硫過程(cheng)中(zhong)的(de)額外要(yao)求，煉油廠的(de)長期經濟越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)受到(dao)(dao)重視。

　　雖然生(sheng)產(chan)超低硫(liu)(liu)柴(chai)油可以很容易地使(shi)用(yong)(ULSD)，但氧化脫硫(liu)(liu)等替代脫硫(liu)(liu)技術(ODS)，有機(ji)硫(liu)(liu)化合物種吸附劑的(de)有機(ji)硫(liu)(liu)化合物 廣泛的(de)探索和發(fa)展。

　　*近，活(huo)性(xing)炭已經被(bei)認(ren)可(ke)并(bing)被(bei)廣泛用作氣相和(he)液相吸(xi)附(fu)劑(ji)(ji)中用于去(qu)除有(you)機硫(liu)化(hua)合物(wu)的(de)(de)吸(xi)附(fu)劑(ji)(ji)，主(zhu)要是由于活(huo)性(xing)炭擁(yong)有(you)非常高的(de)(de)表面(mian)積，較(jiao)大(da)的(de)(de)孔體積和(he)可(ke)調的(de)(de)表面(mian)性(xing)質。然而，選擇(ze)性(xing)吸(xi)附(fu)技術對脫硫(liu)的(de)(de)競爭(zheng)力(li)可(ke)能是多(duo)環芳烴(PAHs)競爭(zheng)吸(xi)附(fu)的(de)(de)強(qiang)烈影響。在這一貢獻中，我們報告了活(huo)性(xing)炭上多(duo)環芳香族硫(liu)雜環和(he)多(duo)環芳烴的(de)(de)吸(xi)附(fu)比較(jiao)研究。

　　活性炭脫硫試驗

　　本(ben)研(yan)究中使(shi)(shi)用的(de)所有活性炭均為不同前體材(cai)料獲得的(de)活性炭，包括礦物和纖維(wei)材(cai)料。使(shi)(shi)用BET和FTIR表示吸附前后的(de)樣品。使(shi)(shi)用XRF和總(zong)S分析儀(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫分析。在(zai)固定床吸附系統中進(jin)行動態吸附實驗(yan)，允許樣品在(zai)規定的(de)時間(jian)間(jian)隔(ge)內自動收(shou)集。此外，還進(jin)行了(le)批量吸附實驗(yan)。

　　活性炭參數

　　柴油(you)機和(he)(he)含有芳烴和(he)(he)硫化合物的模(mo)(mo)型柴油(you)機在批量和(he)(he)流動吸(xi)(xi)附(fu)模(mo)(mo)式(shi)下吸(xi)(xi)附(fu)在幾種活性炭上(shang)。吸(xi)(xi)附(fu)結果表明，吸(xi)(xi)附(fu)能力強烈依賴于活性炭的性質。

　　為了(le)更(geng)好地了(le)解吸(xi)附(fu)機制，進行了(le)工作PASHs和(he)PAHs朗(lang)格(ge)繆爾(er)吸(xi)附(fu)等(deng)(deng)溫線(xian)。從等(deng)(deng)溫線(xian)估計參數(K L * q m)，其(qi)中(zhong)K L表(biao)(biao)示(shi)吸(xi)附(fu)平衡常數，q m表(biao)(biao)示(shi)*大吸(xi)附(fu)容量。參數(K L * q m)與吸(xi)附(fu)強度相關(guan)的特征常數反映了(le)每種吸(xi)附(fu)劑對吸(xi)附(fu)劑的親和(he)力。圖(tu)中(zhong)總結了(le)幾種模型化合物的結果。

　　吸(xi)(xi)(xi)附結果表明(ming)，具有多環芳(fang)族骨架結構(gou)(gou)的(de)分子(zi)(zi)的(de)吸(xi)(xi)(xi)附親(qin)和力(li)主要(yao)受芳(fang)環與(yu)活(huo)性(xing)炭圖形(xing)結構(gou)(gou)之間的(de)影響π-π控(kong)制分散相互作(zuo)用。另外，電子(zi)(zi)給體 - 受體機制對含硫原(yuan)子(zi)(zi)的(de)分子(zi)(zi)也起(qi)著(zhu)(zhu)重要(yao)作(zuo)用。此外，為了有效吸(xi)(xi)(xi)附大分子(zi)(zi)，吸(xi)(xi)(xi)附劑的(de)孔徑(jing)(jing)不僅應大于(yu)吸(xi)(xi)(xi)附劑的(de)臨界(jie)直徑(jing)(jing)，而且(qie)應足夠(gou)寬，以減少吸(xi)(xi)(xi)附過(guo)程中的(de)擴散動力(li)阻(zu)力(li)處理。根據這項研(yan)究，可(ke)以得出結論，幾(ji)種(zhong)吸(xi)(xi)(xi)附選擇性(xing)萘順序增加< 二苯并吡啶二苯。主要(yao)是由于(yu)分子(zi)(zi)直徑(jing)(jing)與(yu)吸(xi)(xi)(xi)附機理的(de)結構(gou)(gou)、相似性(xing)，PASHs與(yu)多環芳(fang)烴的(de)競爭(zheng)吸(xi)(xi)(xi)附PAHs的(de)吸(xi)(xi)(xi)附量顯著(zhu)(zhu)降低。