活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為(wei)什(shen)么許(xu)多柴油和(he)其他(ta)礦物(wu)燃料需要活性炭脫硫(liu)，因為(wei)現在(zai)已經(jing)實施了嚴格(ge)的(de)(de)(de)規定(ding)來規范運輸燃料的(de)(de)(de)硫(liu)含量。柴油機的(de)(de)(de)新(xin)規定(ding)將S級從400-500左右ppm減少(shao)到10-15ppm S.近(jin)零(ling)硫(liu)(NZS)柴油15ppm或(huo)更低的(de)(de)(de)柴油燃料允許(xu)先(xian)進的(de)(de)(de)發動機尾(wei)氣凈化裝置(zhi)有效減少(shao)排放和(he)去除顆粒物(wu)。由于脫硫(liu)過(guo)程中(zhong)的(de)(de)(de)額外要求(qiu)，煉(lian)油廠的(de)(de)(de)長期經(jing)濟越來越受(shou)到重視。

　　雖(sui)然生產(chan)超低硫(liu)柴油可以很容易地使用(ULSD)，但氧化脫硫(liu)等替(ti)代脫硫(liu)技術(ODS)，有機硫(liu)化合物(wu)種吸附劑的有機硫(liu)化合物(wu) 廣泛的探索和發展。

　　*近，活性炭已經(jing)被認可(ke)并被廣泛用作氣(qi)相(xiang)和(he)液(ye)相(xiang)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑中用于去除有機硫(liu)化合物的吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑，主要是由于活性炭擁(yong)有非常高的表面(mian)積，較(jiao)大(da)的孔體積和(he)可(ke)調的表面(mian)性質。然而，選(xuan)擇性吸(xi)(xi)(xi)附(fu)技術(shu)對脫硫(liu)的競(jing)爭(zheng)力可(ke)能是多(duo)環芳(fang)(fang)烴(jing)(PAHs)競(jing)爭(zheng)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)的強烈影(ying)響。在這(zhe)一貢獻中，我(wo)們報(bao)告了活性炭上(shang)多(duo)環芳(fang)(fang)香族(zu)硫(liu)雜(za)環和(he)多(duo)環芳(fang)(fang)烴(jing)的吸(xi)(xi)(xi)附(fu)比較(jiao)研究。

　　活性炭脫硫試驗

　　本研究中使用的(de)所有(you)活(huo)性(xing)炭(tan)均(jun)為不同前(qian)體材料(liao)獲(huo)得的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)，包括(kuo)礦物(wu)和(he)纖維(wei)材料(liao)。使用BET和(he)FTIR表示吸附前(qian)后的(de)樣品(pin)。使用XRF和(he)總(zong)S分析(xi)儀(yi)(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫分析(xi)。在固定床吸附系(xi)統中進行(xing)動(dong)態吸附實驗，允許樣品(pin)在規定的(de)時間間隔(ge)內自動(dong)收(shou)集。此外，還進行(xing)了批(pi)量吸附實驗。

　　活性炭參數

　　柴油機(ji)(ji)和(he)(he)含(han)有芳烴和(he)(he)硫化合物的模(mo)(mo)型(xing)柴油機(ji)(ji)在批(pi)量和(he)(he)流動吸附(fu)模(mo)(mo)式下(xia)吸附(fu)在幾種活性炭上。吸附(fu)結果(guo)表明，吸附(fu)能力(li)強烈依賴于活性炭的性質。

　　為了(le)更好地了(le)解吸(xi)附(fu)(fu)機制，進(jin)行了(le)工作PASHs和PAHs朗格繆爾吸(xi)附(fu)(fu)等溫線。從等溫線估計參(can)(can)數(shu)(shu)(K L * q m)，其中(zhong)K L表示吸(xi)附(fu)(fu)平(ping)衡常數(shu)(shu)，q m表示*大吸(xi)附(fu)(fu)容量(liang)。參(can)(can)數(shu)(shu)(K L * q m)與(yu)吸(xi)附(fu)(fu)強度(du)相關的(de)(de)特(te)征(zheng)常數(shu)(shu)反映了(le)每種吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)對(dui)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)的(de)(de)親和力。圖中(zhong)總結了(le)幾種模型化合物(wu)的(de)(de)結果。

　　吸(xi)附(fu)(fu)結(jie)(jie)果表明，具有多(duo)環芳(fang)(fang)族骨架結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)分子(zi)(zi)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)親和力(li)主(zhu)要(yao)受芳(fang)(fang)環與活(huo)性炭圖形結(jie)(jie)構(gou)(gou)之(zhi)間(jian)的(de)影響π-π控制分散(san)相(xiang)互作用(yong)。另外(wai)，電子(zi)(zi)給體(ti)(ti) - 受體(ti)(ti)機(ji)制對含硫原子(zi)(zi)的(de)分子(zi)(zi)也起(qi)著重要(yao)作用(yong)。此外(wai)，為了有效吸(xi)附(fu)(fu)大(da)分子(zi)(zi)，吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)的(de)孔徑不僅應(ying)大(da)于吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)的(de)臨界直(zhi)徑，而且(qie)應(ying)足(zu)夠寬，以減少吸(xi)附(fu)(fu)過(guo)程中的(de)擴散(san)動力(li)阻力(li)處理。根據(ju)這項(xiang)研究，可以得出(chu)結(jie)(jie)論(lun)，幾種吸(xi)附(fu)(fu)選擇性萘順序增(zeng)加< 二(er)苯并吡(bi)啶二(er)苯。主(zhu)要(yao)是由(you)于分子(zi)(zi)直(zhi)徑與吸(xi)附(fu)(fu)機(ji)理的(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)、相(xiang)似(si)性，PASHs與多(duo)環芳(fang)(fang)烴的(de)競爭(zheng)吸(xi)附(fu)(fu)PAHs的(de)吸(xi)附(fu)(fu)量顯(xian)著降低(di)。