活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為什(shen)么許多柴油(you)和其他礦(kuang)物(wu)燃(ran)料(liao)需要(yao)活(huo)性炭脫硫(liu)(liu)，因為現在已經實施了(le)嚴格的(de)規定來規范運輸燃(ran)料(liao)的(de)硫(liu)(liu)含量。柴油(you)機(ji)的(de)新(xin)規定將S級從400-500左右ppm減少到10-15ppm S.近零(ling)硫(liu)(liu)(NZS)柴油(you)15ppm或(huo)更低的(de)柴油(you)燃(ran)料(liao)允許先進的(de)發(fa)動機(ji)尾氣凈化裝(zhuang)置有效減少排放(fang)和去除顆(ke)粒(li)物(wu)。由于脫硫(liu)(liu)過程中的(de)額外要(yao)求，煉油(you)廠的(de)長期經濟越來越受(shou)到重視。

　　雖然生產超低硫柴油可以很容易地使用(ULSD)，但氧化脫硫等替代脫硫技(ji)術(shu)(ODS)，有(you)機(ji)硫化合物種吸(xi)附(fu)劑的(de)有(you)機(ji)硫化合物 廣泛的(de)探索和發展。

　　*近，活(huo)性(xing)(xing)炭已(yi)經被認可(ke)并被廣泛用(yong)作氣相(xiang)和(he)液相(xiang)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑中用(yong)于去除有機(ji)硫化合物的(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑，主要是由于活(huo)性(xing)(xing)炭擁有非(fei)常高的(de)表(biao)面積(ji)，較大的(de)孔體積(ji)和(he)可(ke)調的(de)表(biao)面性(xing)(xing)質。然而，選(xuan)擇性(xing)(xing)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)技術對脫硫的(de)競(jing)爭力可(ke)能是多(duo)環芳烴(PAHs)競(jing)爭吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)的(de)強(qiang)烈影(ying)響。在這(zhe)一貢(gong)獻中，我們報(bao)告(gao)了活(huo)性(xing)(xing)炭上多(duo)環芳香族硫雜環和(he)多(duo)環芳烴的(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)比較研究。

　　活性炭脫硫試驗

　　本研究中(zhong)使用(yong)的所有活性(xing)炭(tan)均為(wei)不(bu)同前體材(cai)料獲(huo)得(de)的活性(xing)炭(tan)，包括礦物和(he)纖(xian)維材(cai)料。使用(yong)BET和(he)FTIR表示吸(xi)附(fu)前后的樣品。使用(yong)XRF和(he)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，允許樣品在(zai)規定(ding)的時(shi)間間隔(ge)內自動(dong)收集。此(ci)外，還進(jin)行了批量吸(xi)附(fu)實(shi)驗。

　　活性炭參數

　　柴(chai)油機和(he)含有芳烴(jing)和(he)硫化合物的模型(xing)柴(chai)油機在批(pi)量和(he)流動吸(xi)(xi)附(fu)模式下吸(xi)(xi)附(fu)在幾種活(huo)性(xing)炭(tan)上。吸(xi)(xi)附(fu)結果表明(ming)，吸(xi)(xi)附(fu)能力(li)強烈(lie)依賴于(yu)活(huo)性(xing)炭(tan)的性(xing)質(zhi)。

　　為了(le)(le)更(geng)好地(di)了(le)(le)解吸附機制(zhi)，進行了(le)(le)工作(zuo)PASHs和PAHs朗格繆(mou)爾吸附等溫(wen)線。從(cong)等溫(wen)線估(gu)計參數(K L * q m)，其中(zhong)(zhong)K L表示吸附平(ping)衡常數，q m表示*大吸附容量。參數(K L * q m)與吸附強度(du)相關的特(te)征常數反(fan)映了(le)(le)每種吸附劑對吸附劑的親和力。圖中(zhong)(zhong)總結了(le)(le)幾種模型(xing)化合物的結果。

　　吸(xi)附結(jie)果表明，具有多環(huan)芳(fang)族骨架結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)吸(xi)附親和力主(zhu)要受芳(fang)環(huan)與(yu)活性(xing)炭圖形結(jie)構(gou)之間的(de)(de)(de)影(ying)響π-π控制分(fen)(fen)散相互作用。另外，電子(zi)(zi)給體 - 受體機制對含(han)硫(liu)原子(zi)(zi)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)(zi)也起(qi)著(zhu)重要作用。此(ci)外，為了有效吸(xi)附大分(fen)(fen)子(zi)(zi)，吸(xi)附劑(ji)的(de)(de)(de)孔徑(jing)不(bu)僅應(ying)大于吸(xi)附劑(ji)的(de)(de)(de)臨界直徑(jing)，而(er)且應(ying)足夠(gou)寬，以(yi)減少吸(xi)附過程中的(de)(de)(de)擴散動力阻力處(chu)理(li)。根據這項研究，可(ke)以(yi)得(de)出結(jie)論(lun)，幾種(zhong)吸(xi)附選擇(ze)性(xing)萘順序增加< 二苯并吡啶二苯。主(zhu)要是(shi)由(you)于分(fen)(fen)子(zi)(zi)直徑(jing)與(yu)吸(xi)附機理(li)的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)、相似性(xing)，PASHs與(yu)多環(huan)芳(fang)烴的(de)(de)(de)競爭吸(xi)附PAHs的(de)(de)(de)吸(xi)附量(liang)顯(xian)著(zhu)降(jiang)低。