活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為什么許多(duo)柴(chai)油和其他礦物(wu)燃(ran)料需要活性(xing)炭脫硫，因(yin)為現在已經實施了嚴格的(de)規(gui)定來(lai)規(gui)范運輸燃(ran)料的(de)硫含量。柴(chai)油機(ji)的(de)新規(gui)定將(jiang)S級從(cong)400-500左右ppm減少到10-15ppm S.近零硫(NZS)柴(chai)油15ppm或更低的(de)柴(chai)油燃(ran)料允(yun)許先進的(de)發動機(ji)尾氣凈化裝置(zhi)有效(xiao)減少排放和去除顆粒物(wu)。由于脫硫過程(cheng)中的(de)額外要求，煉油廠(chang)的(de)長期(qi)經濟越來(lai)越受到重(zhong)視。

　　雖然生產(chan)超低硫(liu)(liu)柴(chai)油(you)可以很容易地使用(ULSD)，但氧化(hua)脫硫(liu)(liu)等替代脫硫(liu)(liu)技術(shu)(ODS)，有機硫(liu)(liu)化(hua)合物(wu)種吸(xi)附劑的有機硫(liu)(liu)化(hua)合物(wu) 廣泛(fan)的探(tan)索(suo)和發展。

　　*近，活(huo)性(xing)炭已(yi)經被認可(ke)(ke)并(bing)被廣泛(fan)用作氣(qi)相和(he)液相吸附劑中用于(yu)去(qu)除有機硫化(hua)合物的吸附劑，主要(yao)是(shi)由于(yu)活(huo)性(xing)炭擁(yong)有非(fei)常高的表面(mian)積(ji)，較大的孔(kong)體積(ji)和(he)可(ke)(ke)調的表面(mian)性(xing)質。然而，選擇性(xing)吸附技(ji)術對脫硫的競(jing)爭力可(ke)(ke)能是(shi)多(duo)(duo)環(huan)(huan)芳(fang)(fang)烴(PAHs)競(jing)爭吸附的強烈(lie)影(ying)響。在這一貢(gong)獻中，我(wo)們報告(gao)了活(huo)性(xing)炭上多(duo)(duo)環(huan)(huan)芳(fang)(fang)香族硫雜環(huan)(huan)和(he)多(duo)(duo)環(huan)(huan)芳(fang)(fang)烴的吸附比較研究(jiu)。

　　活性炭脫硫試驗

　　本研究中(zhong)使用(yong)的(de)(de)(de)所有活性炭均(jun)為不(bu)同前體材料(liao)獲得的(de)(de)(de)活性炭，包括礦物和纖維材料(liao)。使用(yong)BET和FTIR表示(shi)吸(xi)附(fu)前后的(de)(de)(de)樣品。使用(yong)XRF和總S分析儀(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫分析。在(zai)固定(ding)床吸(xi)附(fu)系統中(zhong)進(jin)行動(dong)態吸(xi)附(fu)實(shi)驗(yan)，允許樣品在(zai)規定(ding)的(de)(de)(de)時間間隔內自動(dong)收集。此外(wai)，還(huan)進(jin)行了批量吸(xi)附(fu)實(shi)驗(yan)。

　　活性炭參數

　　柴油(you)機和含有芳烴(jing)和硫(liu)化合物的(de)模型柴油(you)機在(zai)(zai)批量和流動吸(xi)附模式下吸(xi)附在(zai)(zai)幾種活(huo)性炭(tan)上。吸(xi)附結果表明，吸(xi)附能力強(qiang)烈依賴于活(huo)性炭(tan)的(de)性質。

　　為(wei)了(le)(le)(le)(le)更好地了(le)(le)(le)(le)解吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)機(ji)制，進行了(le)(le)(le)(le)工作PASHs和(he)PAHs朗格(ge)繆爾吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)等溫線。從等溫線估(gu)計參數(shu)(shu)(K L * q m)，其中K L表示吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)平衡常(chang)數(shu)(shu)，q m表示*大(da)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)容(rong)量。參數(shu)(shu)(K L * q m)與吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)強(qiang)度相關的(de)特征常(chang)數(shu)(shu)反映了(le)(le)(le)(le)每(mei)種吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑對吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)親(qin)和(he)力(li)。圖中總結了(le)(le)(le)(le)幾種模型化合物的(de)結果(guo)。

　　吸(xi)(xi)(xi)附(fu)結(jie)果表明(ming)，具有多(duo)環(huan)芳族(zu)骨架結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)親和(he)力主要受芳環(huan)與活性(xing)炭圖形結(jie)構(gou)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)影響π-π控制(zhi)(zhi)分(fen)散(san)相互作用。另外(wai)，電子(zi)(zi)給體 - 受體機制(zhi)(zhi)對(dui)含硫(liu)原(yuan)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)分(fen)子(zi)(zi)也起著(zhu)重(zhong)要作用。此外(wai)，為了有效吸(xi)(xi)(xi)附(fu)大分(fen)子(zi)(zi)，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑的(de)(de)(de)(de)孔徑不僅應(ying)大于(yu)(yu)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑的(de)(de)(de)(de)臨界直(zhi)徑，而且(qie)應(ying)足夠寬，以減少吸(xi)(xi)(xi)附(fu)過程(cheng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)擴散(san)動力阻(zu)力處理(li)。根據這(zhe)項研究，可以得出結(jie)論，幾種吸(xi)(xi)(xi)附(fu)選(xuan)擇(ze)性(xing)萘順序增加< 二苯并(bing)吡啶二苯。主要是由于(yu)(yu)分(fen)子(zi)(zi)直(zhi)徑與吸(xi)(xi)(xi)附(fu)機理(li)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)、相似性(xing)，PASHs與多(duo)環(huan)芳烴的(de)(de)(de)(de)競爭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)PAHs的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)量顯著(zhu)降低。