活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為(wei)什么許多(duo)柴油和其他礦物燃(ran)料(liao)需要活性(xing)炭脫(tuo)硫，因為(wei)現在已經實(shi)施了嚴格(ge)的(de)(de)(de)規(gui)定來(lai)規(gui)范運輸燃(ran)料(liao)的(de)(de)(de)硫含量。柴油機的(de)(de)(de)新規(gui)定將S級從400-500左右ppm減少到10-15ppm S.近(jin)零(ling)硫(NZS)柴油15ppm或更低(di)的(de)(de)(de)柴油燃(ran)料(liao)允許先進(jin)的(de)(de)(de)發動機尾氣(qi)凈化(hua)裝(zhuang)置有效減少排放(fang)和去除顆(ke)粒物。由(you)于脫(tuo)硫過(guo)程中(zhong)的(de)(de)(de)額外要求，煉油廠的(de)(de)(de)長期經濟越來(lai)越受(shou)到重視。

　　雖然生(sheng)產(chan)超低(di)硫(liu)柴油可以很容易地(di)使用(ULSD)，但氧(yang)化脫硫(liu)等替代脫硫(liu)技術(ODS)，有機硫(liu)化合物種吸附劑的(de)有機硫(liu)化合物 廣泛的(de)探索(suo)和發展。

　　*近，活性(xing)(xing)炭已經(jing)被認(ren)可并被廣泛(fan)用(yong)作氣相(xiang)和液相(xiang)吸(xi)附劑中用(yong)于去除有機(ji)硫化(hua)合物的(de)吸(xi)附劑，主要(yao)是(shi)由于活性(xing)(xing)炭擁有非(fei)常高的(de)表面積(ji)，較大的(de)孔體積(ji)和可調的(de)表面性(xing)(xing)質(zhi)。然而，選擇性(xing)(xing)吸(xi)附技術對脫(tuo)硫的(de)競爭(zheng)力(li)可能(neng)是(shi)多環芳烴(jing)(PAHs)競爭(zheng)吸(xi)附的(de)強烈影響。在這一貢獻(xian)中，我們報告了(le)活性(xing)(xing)炭上多環芳香(xiang)族硫雜(za)環和多環芳烴(jing)的(de)吸(xi)附比較研究。

　　活性炭脫硫試驗

　　本研究(jiu)中使(shi)用的所有活性炭均為不同前(qian)體材料獲得(de)的活性炭，包括礦物和(he)纖維材料。使(shi)用BET和(he)FTIR表示(shi)吸(xi)附(fu)前(qian)后(hou)的樣品(pin)。使(shi)用XRF和(he)總S分析儀(yi)(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫分析。在固定床(chuang)吸(xi)附(fu)系統(tong)中進(jin)行(xing)(xing)動(dong)態吸(xi)附(fu)實驗，允許樣品(pin)在規定的時間間隔內自動(dong)收集。此外(wai)，還(huan)進(jin)行(xing)(xing)了批量吸(xi)附(fu)實驗。

　　活性炭參數

　　柴油機(ji)和含有芳烴(jing)和硫化合物的模型柴油機(ji)在批量和流動吸(xi)附(fu)模式下吸(xi)附(fu)在幾種活(huo)性炭(tan)上(shang)。吸(xi)附(fu)結果表明(ming)，吸(xi)附(fu)能力強烈依賴于(yu)活(huo)性炭(tan)的性質。

　　為了(le)(le)更好地(di)了(le)(le)解吸(xi)(xi)附(fu)(fu)機制(zhi)，進(jin)行了(le)(le)工作PASHs和(he)PAHs朗格繆爾(er)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)等(deng)溫線。從等(deng)溫線估計參(can)數(K L * q m)，其中K L表(biao)示吸(xi)(xi)附(fu)(fu)平衡常數，q m表(biao)示*大吸(xi)(xi)附(fu)(fu)容量(liang)。參(can)數(K L * q m)與吸(xi)(xi)附(fu)(fu)強度相關的(de)特(te)征常數反映了(le)(le)每(mei)種(zhong)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)對吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)的(de)親和(he)力(li)。圖中總結(jie)了(le)(le)幾種(zhong)模(mo)型(xing)化合物(wu)的(de)結(jie)果。

　　吸附(fu)結果表明，具有多(duo)(duo)環(huan)(huan)芳族骨架結構(gou)的(de)(de)(de)(de)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)吸附(fu)親和(he)力主要受(shou)芳環(huan)(huan)與活性(xing)炭圖形結構(gou)之間的(de)(de)(de)(de)影響π-π控制(zhi)分(fen)散相(xiang)互作用。另外(wai)，電子(zi)(zi)給體(ti) - 受(shou)體(ti)機制(zhi)對含硫原子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)分(fen)子(zi)(zi)也起著重要作用。此(ci)外(wai)，為了有效吸附(fu)大(da)(da)分(fen)子(zi)(zi)，吸附(fu)劑的(de)(de)(de)(de)孔(kong)徑(jing)不僅應大(da)(da)于(yu)吸附(fu)劑的(de)(de)(de)(de)臨界直徑(jing)，而(er)且(qie)應足夠寬(kuan)，以減少吸附(fu)過(guo)程(cheng)中的(de)(de)(de)(de)擴散動(dong)力阻力處(chu)理。根據這項(xiang)研(yan)究，可以得出結論，幾種吸附(fu)選擇(ze)性(xing)萘順(shun)序增加< 二苯(ben)(ben)并(bing)吡(bi)啶二苯(ben)(ben)。主要是由于(yu)分(fen)子(zi)(zi)直徑(jing)與吸附(fu)機理的(de)(de)(de)(de)結構(gou)、相(xiang)似性(xing)，PASHs與多(duo)(duo)環(huan)(huan)芳烴(jing)的(de)(de)(de)(de)競(jing)爭吸附(fu)PAHs的(de)(de)(de)(de)吸附(fu)量顯著降低。