活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為什么許多柴(chai)油(you)和其他礦物燃(ran)料(liao)需(xu)要活性炭脫硫(liu)(liu)，因為現在已經實(shi)施了嚴(yan)格的規定來規范運輸燃(ran)料(liao)的硫(liu)(liu)含量(liang)。柴(chai)油(you)機的新規定將S級從(cong)400-500左右(you)ppm減(jian)(jian)少到10-15ppm S.近零硫(liu)(liu)(NZS)柴(chai)油(you)15ppm或更低的柴(chai)油(you)燃(ran)料(liao)允許先(xian)進的發動機尾氣凈化裝置有(you)效減(jian)(jian)少排放和去除顆粒物。由(you)于脫硫(liu)(liu)過程中(zhong)的額外(wai)要求，煉油(you)廠的長期經濟越(yue)來越(yue)受到重(zhong)視。

　　雖然生產超低(di)硫柴油可(ke)以很容易(yi)地使用(ULSD)，但氧化(hua)脫硫等(deng)替代脫硫技(ji)術(ODS)，有機硫化(hua)合(he)物(wu)種(zhong)吸附劑(ji)的(de)有機硫化(hua)合(he)物(wu) 廣泛(fan)的(de)探索和發展(zhan)。

　　*近(jin)，活性炭已經被認(ren)可(ke)并被廣泛用作氣相和液相吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)中用于去除(chu)有(you)機硫化合(he)物(wu)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)，主(zhu)要是(shi)由于活性炭擁有(you)非常高的(de)(de)表面(mian)積(ji)，較大(da)的(de)(de)孔體積(ji)和可(ke)調的(de)(de)表面(mian)性質。然而，選擇性吸(xi)(xi)附(fu)技(ji)術對(dui)脫硫的(de)(de)競(jing)爭(zheng)力可(ke)能是(shi)多環芳烴(PAHs)競(jing)爭(zheng)吸(xi)(xi)附(fu)的(de)(de)強烈影響。在這一貢獻中，我們報告了活性炭上(shang)多環芳香族(zu)硫雜環和多環芳烴的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)比較研(yan)究。

　　活性炭脫硫試驗

　　本研究(jiu)中使用(yong)的所有活(huo)性炭均為不同前(qian)體材料獲(huo)得的活(huo)性炭，包(bao)括礦物和(he)(he)纖維材料。使用(yong)BET和(he)(he)FTIR表示吸(xi)附(fu)(fu)(fu)前(qian)后的樣品。使用(yong)XRF和(he)(he)總S分析儀(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫分析。在固定(ding)床吸(xi)附(fu)(fu)(fu)系統中進(jin)行(xing)動態吸(xi)附(fu)(fu)(fu)實(shi)驗，允許樣品在規定(ding)的時間間隔內自動收集。此外，還(huan)進(jin)行(xing)了批量吸(xi)附(fu)(fu)(fu)實(shi)驗。

　　活性炭參數

　　柴油機和(he)(he)含有芳烴和(he)(he)硫化合物的模型柴油機在批量和(he)(he)流(liu)動吸附(fu)模式(shi)下吸附(fu)在幾(ji)種活性(xing)炭上。吸附(fu)結(jie)果表明，吸附(fu)能力強(qiang)烈(lie)依(yi)賴于活性(xing)炭的性(xing)質。

　　為了更好地(di)了解吸(xi)附機(ji)制，進行了工(gong)作PASHs和(he)PAHs朗格繆(mou)爾吸(xi)附等溫線(xian)。從(cong)等溫線(xian)估計參(can)數(K L * q m)，其中(zhong)K L表(biao)示(shi)吸(xi)附平衡常數，q m表(biao)示(shi)*大吸(xi)附容量。參(can)數(K L * q m)與(yu)吸(xi)附強度相關(guan)的(de)特征常數反(fan)映(ying)了每種吸(xi)附劑對吸(xi)附劑的(de)親和(he)力(li)。圖(tu)中(zhong)總結了幾(ji)種模型(xing)化合(he)物的(de)結果。

　　吸(xi)(xi)附(fu)結(jie)果表明，具有(you)多(duo)環芳族骨架結(jie)構的(de)分(fen)子的(de)吸(xi)(xi)附(fu)親(qin)和力主(zhu)要受芳環與活性炭(tan)圖形結(jie)構之間的(de)影響π-π控制分(fen)散相互(hu)作用(yong)。另(ling)外，電子給體 - 受體機(ji)制對含硫原子的(de)分(fen)子也起(qi)著重要作用(yong)。此(ci)外，為(wei)了有(you)效吸(xi)(xi)附(fu)大分(fen)子，吸(xi)(xi)附(fu)劑的(de)孔(kong)徑不僅應大于吸(xi)(xi)附(fu)劑的(de)臨界直徑，而(er)且應足(zu)夠(gou)寬，以減少吸(xi)(xi)附(fu)過程中的(de)擴(kuo)散動力阻(zu)力處理。根(gen)據這項研究，可(ke)以得(de)出結(jie)論，幾種吸(xi)(xi)附(fu)選擇性萘順序(xu)增加< 二苯(ben)并吡(bi)啶二苯(ben)。主(zhu)要是由于分(fen)子直徑與吸(xi)(xi)附(fu)機(ji)理的(de)結(jie)構、相似性，PASHs與多(duo)環芳烴的(de)競爭吸(xi)(xi)附(fu)PAHs的(de)吸(xi)(xi)附(fu)量顯著降(jiang)低。