活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為(wei)什么許多柴(chai)油和(he)其他礦(kuang)物燃料(liao)需要活性(xing)炭脫硫(liu)，因為(wei)現在已經(jing)實施了嚴格的(de)(de)規(gui)定來規(gui)范運輸燃料(liao)的(de)(de)硫(liu)含(han)量。柴(chai)油機的(de)(de)新規(gui)定將S級從(cong)400-500左(zuo)右(you)ppm減少到10-15ppm S.近零硫(liu)(NZS)柴(chai)油15ppm或(huo)更低的(de)(de)柴(chai)油燃料(liao)允(yun)許先進(jin)的(de)(de)發動機尾氣凈化裝置(zhi)有效(xiao)減少排放和(he)去除顆粒物。由于脫硫(liu)過程中的(de)(de)額外(wai)要求(qiu)，煉油廠的(de)(de)長期經(jing)濟(ji)越(yue)來越(yue)受到重視。

　　雖然生產超(chao)低硫柴油可以很容易地(di)使(shi)用(ULSD)，但氧化(hua)脫硫等替(ti)代脫硫技術(ODS)，有機(ji)硫化(hua)合(he)物(wu)(wu)種吸(xi)附劑的有機(ji)硫化(hua)合(he)物(wu)(wu) 廣泛的探索和(he)發展。

　　*近，活性(xing)炭已經(jing)被(bei)認(ren)可并(bing)被(bei)廣泛用(yong)作氣相和(he)液相吸附劑(ji)中用(yong)于(yu)去除有機硫化合物的吸附劑(ji)，主要(yao)是由(you)于(yu)活性(xing)炭擁有非常高的表面(mian)積，較大的孔(kong)體積和(he)可調的表面(mian)性(xing)質。然而，選(xuan)擇性(xing)吸附技術對脫(tuo)硫的競(jing)爭力可能是多(duo)環芳烴(PAHs)競(jing)爭吸附的強烈影響。在這一貢獻中，我(wo)們報(bao)告(gao)了活性(xing)炭上多(duo)環芳香族硫雜環和(he)多(duo)環芳烴的吸附比較研究。

　　活性炭脫硫試驗

　　本研究(jiu)中(zhong)使用的所有活性炭(tan)均為不同前(qian)體材料獲得的活性炭(tan)，包括礦(kuang)物和(he)纖維材料。使用BET和(he)FTIR表示吸附(fu)(fu)前(qian)后的樣(yang)品。使用XRF和(he)總(zong)S分析(xi)儀(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫(liu)分析(xi)。在固定床吸附(fu)(fu)系統中(zhong)進(jin)行動態(tai)吸附(fu)(fu)實(shi)驗(yan)，允許(xu)樣(yang)品在規定的時間間隔內自動收集。此外(wai)，還進(jin)行了(le)批量吸附(fu)(fu)實(shi)驗(yan)。

　　活性炭參數

　　柴(chai)油(you)機和(he)(he)含有芳烴和(he)(he)硫化合物的模(mo)型柴(chai)油(you)機在批量和(he)(he)流(liu)動(dong)吸附(fu)(fu)模(mo)式下吸附(fu)(fu)在幾種活性炭上。吸附(fu)(fu)結果表明，吸附(fu)(fu)能力(li)強烈依賴于(yu)活性炭的性質。

　　為了(le)更好地了(le)解吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)機(ji)制，進行了(le)工作PASHs和(he)PAHs朗格繆爾(er)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)等溫線。從(cong)等溫線估(gu)計參數(shu)(shu)(K L * q m)，其中K L表示(shi)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)平(ping)衡常數(shu)(shu)，q m表示(shi)*大吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)容量。參數(shu)(shu)(K L * q m)與吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)強度相關的(de)特征常數(shu)(shu)反映(ying)了(le)每種吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑對吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑的(de)親和(he)力。圖中總(zong)結(jie)了(le)幾種模(mo)型(xing)化合(he)物的(de)結(jie)果。

　　吸(xi)(xi)(xi)附(fu)結(jie)(jie)果表明(ming)，具有多環芳族骨架結(jie)(jie)構(gou)的(de)分(fen)(fen)子(zi)的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)親(qin)和力主要受芳環與活性(xing)(xing)炭圖形結(jie)(jie)構(gou)之(zhi)間的(de)影響π-π控制分(fen)(fen)散相互(hu)作用。另外，電子(zi)給體 - 受體機制對(dui)含硫原(yuan)子(zi)的(de)分(fen)(fen)子(zi)也起(qi)著(zhu)重要作用。此外，為了有效(xiao)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)大分(fen)(fen)子(zi)，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑的(de)孔(kong)徑不僅(jin)應大于(yu)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑的(de)臨界直徑，而(er)且應足夠(gou)寬，以(yi)減(jian)少(shao)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)過程中(zhong)的(de)擴散動力阻力處理。根(gen)據這項研究，可以(yi)得出結(jie)(jie)論，幾種吸(xi)(xi)(xi)附(fu)選擇(ze)性(xing)(xing)萘順序增加< 二(er)苯并(bing)吡啶二(er)苯。主要是(shi)由(you)于(yu)分(fen)(fen)子(zi)直徑與吸(xi)(xi)(xi)附(fu)機理的(de)結(jie)(jie)構(gou)、相似(si)性(xing)(xing)，PASHs與多環芳烴(jing)的(de)競(jing)爭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)PAHs的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)量顯著(zhu)降低。