活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為(wei)什么許多柴(chai)油和其他礦物(wu)燃料需要(yao)活性炭脫硫(liu)，因為(wei)現在(zai)已經(jing)實施了嚴格(ge)的(de)規定(ding)來規范運輸燃料的(de)硫(liu)含(han)量。柴(chai)油機的(de)新規定(ding)將S級從400-500左右ppm減少(shao)到10-15ppm S.近零硫(liu)(NZS)柴(chai)油15ppm或更低的(de)柴(chai)油燃料允許先進的(de)發動機尾(wei)氣凈化裝置有效減少(shao)排(pai)放(fang)和去除(chu)顆(ke)粒物(wu)。由于脫硫(liu)過(guo)程中的(de)額外要(yao)求，煉油廠的(de)長期(qi)經(jing)濟(ji)越來越受到重視。

　　雖然生產超低硫柴油(you)可以(yi)很容(rong)易(yi)地使用(ULSD)，但氧化(hua)脫(tuo)硫等替(ti)代脫(tuo)硫技術(ODS)，有機(ji)硫化(hua)合(he)物種吸(xi)附劑的有機(ji)硫化(hua)合(he)物 廣泛的探索和發展。

　　*近，活(huo)性炭(tan)已經被認可并被廣泛用作氣相和(he)液相吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)中用于去除有(you)機硫化合物的(de)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)，主要是由于活(huo)性炭(tan)擁有(you)非常高的(de)表(biao)面(mian)積，較大的(de)孔體積和(he)可調的(de)表(biao)面(mian)性質。然而，選擇性吸(xi)附(fu)(fu)技術(shu)對脫硫的(de)競爭力可能是多環(huan)芳(fang)烴(jing)(PAHs)競爭吸(xi)附(fu)(fu)的(de)強烈影(ying)響。在這一(yi)貢獻(xian)中，我們報告了活(huo)性炭(tan)上多環(huan)芳(fang)香族硫雜環(huan)和(he)多環(huan)芳(fang)烴(jing)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)比較研究。

　　活性炭脫硫試驗

　　本(ben)研(yan)究(jiu)中使用(yong)的(de)所(suo)有活性(xing)炭(tan)均為不(bu)同前(qian)體材料(liao)獲得的(de)活性(xing)炭(tan)，包(bao)括礦物和纖維(wei)材料(liao)。使用(yong)BET和FTIR表示吸附(fu)前(qian)后的(de)樣(yang)(yang)品。使用(yong)XRF和總S分(fen)析(xi)儀(yi)(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫(liu)分(fen)析(xi)。在(zai)固定(ding)床吸附(fu)系(xi)統中進行動(dong)態(tai)吸附(fu)實驗，允許(xu)樣(yang)(yang)品在(zai)規定(ding)的(de)時間(jian)間(jian)隔內(nei)自動(dong)收集。此外，還(huan)進行了(le)批量吸附(fu)實驗。

　　活性炭參數

　　柴油(you)機和(he)含有芳烴和(he)硫化合物的模型(xing)柴油(you)機在批量和(he)流動(dong)吸(xi)附(fu)模式下吸(xi)附(fu)在幾種活性炭上。吸(xi)附(fu)結果表明，吸(xi)附(fu)能力(li)強烈依賴于活性炭的性質(zhi)。

　　為了(le)更好(hao)地了(le)解吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)機制，進行了(le)工作PASHs和PAHs朗格繆爾吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)等(deng)溫(wen)(wen)線。從等(deng)溫(wen)(wen)線估計參(can)數(shu)(K L * q m)，其中K L表示吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)平衡常數(shu)，q m表示*大吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)容量。參(can)數(shu)(K L * q m)與吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)強度(du)相(xiang)關的(de)特征常數(shu)反映了(le)每(mei)種吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)對吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)的(de)親和力。圖中總(zong)結了(le)幾種模型化合物的(de)結果(guo)。

　　吸(xi)(xi)附(fu)結果表明，具有多環芳(fang)(fang)族骨架結構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)分子的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)親和力(li)主(zhu)要(yao)(yao)受芳(fang)(fang)環與(yu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)圖(tu)形結構(gou)(gou)(gou)之間的(de)(de)影響π-π控制分散(san)相互作用。另外(wai)，電子給(gei)體 - 受體機制對含(han)硫原子的(de)(de)分子也起著(zhu)重要(yao)(yao)作用。此外(wai)，為了有效吸(xi)(xi)附(fu)大分子，吸(xi)(xi)附(fu)劑的(de)(de)孔(kong)徑不僅(jin)應大于吸(xi)(xi)附(fu)劑的(de)(de)臨(lin)界直徑，而且(qie)應足夠寬，以(yi)減(jian)少吸(xi)(xi)附(fu)過程中(zhong)的(de)(de)擴散(san)動力(li)阻(zu)力(li)處理。根據這(zhe)項研究，可以(yi)得出結論，幾種吸(xi)(xi)附(fu)選擇性(xing)(xing)萘順(shun)序增(zeng)加< 二(er)苯(ben)并吡啶(ding)二(er)苯(ben)。主(zhu)要(yao)(yao)是由于分子直徑與(yu)吸(xi)(xi)附(fu)機理的(de)(de)結構(gou)(gou)(gou)、相似性(xing)(xing)，PASHs與(yu)多環芳(fang)(fang)烴(jing)的(de)(de)競爭(zheng)吸(xi)(xi)附(fu)PAHs的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)量顯著(zhu)降低。