活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為(wei)(wei)什么許多(duo)柴油(you)(you)和其(qi)他(ta)礦物燃(ran)料(liao)需要(yao)活性炭脫硫，因為(wei)(wei)現在已經(jing)實施了嚴格的(de)規(gui)定來(lai)規(gui)范運輸(shu)燃(ran)料(liao)的(de)硫含量。柴油(you)(you)機的(de)新規(gui)定將S級從400-500左右ppm減少(shao)到10-15ppm S.近零硫(NZS)柴油(you)(you)15ppm或更低的(de)柴油(you)(you)燃(ran)料(liao)允(yun)許先進的(de)發動機尾(wei)氣(qi)凈化裝置有(you)效減少(shao)排放和去除顆(ke)粒物。由于脫硫過程中的(de)額外要(yao)求，煉油(you)(you)廠(chang)的(de)長期經(jing)濟越來(lai)越受到重視。

　　雖然生產超低硫(liu)(liu)柴油可以很容易地使(shi)用(ULSD)，但氧化脫(tuo)硫(liu)(liu)等(deng)替(ti)代脫(tuo)硫(liu)(liu)技術(ODS)，有機(ji)(ji)硫(liu)(liu)化合(he)物種吸附(fu)劑的有機(ji)(ji)硫(liu)(liu)化合(he)物 廣泛的探(tan)索(suo)和發展(zhan)。

　　*近，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)已經(jing)被認可(ke)并(bing)被廣(guang)泛用作氣相和(he)液相吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)中用于去除(chu)有機(ji)硫(liu)化(hua)合物的(de)吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)，主要是由于活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)擁有非常高的(de)表面積，較大(da)的(de)孔體積和(he)可(ke)調(diao)的(de)表面性(xing)(xing)質。然而，選擇性(xing)(xing)吸(xi)(xi)(xi)附技(ji)術對脫硫(liu)的(de)競(jing)爭(zheng)力可(ke)能是多環(huan)(huan)芳烴(jing)(PAHs)競(jing)爭(zheng)吸(xi)(xi)(xi)附的(de)強烈影響。在這一貢獻中，我們報告了活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)上多環(huan)(huan)芳香族硫(liu)雜環(huan)(huan)和(he)多環(huan)(huan)芳烴(jing)的(de)吸(xi)(xi)(xi)附比較研究。

　　活性炭脫硫試驗

　　本研究中使(shi)(shi)用的所有活性炭均為不同(tong)前體材(cai)料獲得的活性炭，包(bao)括礦物和(he)纖維材(cai)料。使(shi)(shi)用BET和(he)FTIR表示吸附前后的樣(yang)品。使(shi)(shi)用XRF和(he)總(zong)S分析儀(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫分析。在固(gu)定(ding)床吸附系(xi)統中進行動態吸附實(shi)驗(yan)，允許樣(yang)品在規(gui)定(ding)的時(shi)間間隔內自動收(shou)集(ji)。此(ci)外，還進行了批量吸附實(shi)驗(yan)。

　　活性炭參數

　　柴油機和(he)含有(you)芳烴(jing)和(he)硫化合(he)物的(de)模型柴油機在批量和(he)流(liu)動吸(xi)(xi)(xi)附(fu)模式下(xia)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)在幾種活(huo)性(xing)炭上(shang)。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)結果表明(ming)，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)能力強烈依賴于活(huo)性(xing)炭的(de)性(xing)質。

　　為了更好地了解吸(xi)(xi)附(fu)機制(zhi)，進行(xing)了工作(zuo)PASHs和(he)PAHs朗格(ge)繆爾吸(xi)(xi)附(fu)等(deng)溫(wen)線。從等(deng)溫(wen)線估計(ji)參數(shu)(K L * q m)，其中K L表示吸(xi)(xi)附(fu)平(ping)衡常數(shu)，q m表示*大吸(xi)(xi)附(fu)容量。參數(shu)(K L * q m)與吸(xi)(xi)附(fu)強度相關(guan)的特征常數(shu)反映了每種吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)對吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)的親(qin)和(he)力(li)。圖中總結(jie)了幾種模型化合(he)物的結(jie)果。

　　吸(xi)附(fu)(fu)結果表明，具(ju)有(you)多(duo)環芳族骨(gu)架結構的(de)分(fen)(fen)子(zi)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)親(qin)和力(li)主(zhu)要(yao)受(shou)(shou)芳環與(yu)活(huo)性炭圖形結構之間的(de)影響π-π控制分(fen)(fen)散相(xiang)互作(zuo)用(yong)。另外，電子(zi)給體 - 受(shou)(shou)體機制對(dui)含硫原子(zi)的(de)分(fen)(fen)子(zi)也起著重要(yao)作(zuo)用(yong)。此外，為(wei)了(le)有(you)效吸(xi)附(fu)(fu)大分(fen)(fen)子(zi)，吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)的(de)孔徑(jing)(jing)不僅應(ying)(ying)大于吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)的(de)臨界直徑(jing)(jing)，而且應(ying)(ying)足夠寬，以減少吸(xi)附(fu)(fu)過程中的(de)擴散動(dong)力(li)阻力(li)處理。根(gen)據這項研究(jiu)，可以得出(chu)結論，幾種吸(xi)附(fu)(fu)選擇性萘(nai)順序增加< 二苯并吡啶二苯。主(zhu)要(yao)是(shi)由于分(fen)(fen)子(zi)直徑(jing)(jing)與(yu)吸(xi)附(fu)(fu)機理的(de)結構、相(xiang)似性，PASHs與(yu)多(duo)環芳烴的(de)競爭吸(xi)附(fu)(fu)PAHs的(de)吸(xi)附(fu)(fu)量顯著降(jiang)低。