活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為什(shen)么許(xu)多柴油和(he)其(qi)他礦物燃料(liao)需要活性炭脫硫(liu)，因為現在已(yi)經(jing)實施了(le)嚴格的規定來(lai)規范(fan)運輸燃料(liao)的硫(liu)含量。柴油機(ji)的新規定將S級從400-500左右ppm減少到(dao)10-15ppm S.近零(ling)硫(liu)(NZS)柴油15ppm或更低(di)的柴油燃料(liao)允(yun)許(xu)先進的發動(dong)機(ji)尾氣凈化裝置有效(xiao)減少排(pai)放和(he)去除顆(ke)粒物。由于脫硫(liu)過程(cheng)中的額外(wai)要求，煉(lian)油廠(chang)的長期經(jing)濟越(yue)來(lai)越(yue)受(shou)到(dao)重視(shi)。

　　雖然生產超低硫(liu)(liu)柴油可(ke)以很容易地(di)使用(ULSD)，但(dan)氧化(hua)脫硫(liu)(liu)等替代脫硫(liu)(liu)技術(ODS)，有(you)機硫(liu)(liu)化(hua)合物種吸附劑(ji)的(de)有(you)機硫(liu)(liu)化(hua)合物 廣泛的(de)探索和(he)發(fa)展。

　　*近，活性(xing)炭(tan)已經被(bei)認可并被(bei)廣泛用作氣相和液相吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)中(zhong)用于(yu)去除(chu)有機硫化合物的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)，主要是(shi)由于(yu)活性(xing)炭(tan)擁有非常(chang)高(gao)的(de)(de)表面(mian)積，較(jiao)大的(de)(de)孔體積和可調的(de)(de)表面(mian)性(xing)質。然而(er)，選擇性(xing)吸(xi)(xi)附(fu)技(ji)術對(dui)脫硫的(de)(de)競爭力可能是(shi)多環(huan)芳(fang)烴(jing)(PAHs)競爭吸(xi)(xi)附(fu)的(de)(de)強烈影響。在這一(yi)貢獻中(zhong)，我(wo)們報告了活性(xing)炭(tan)上多環(huan)芳(fang)香族硫雜環(huan)和多環(huan)芳(fang)烴(jing)的(de)(de)吸(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(suo)有活性炭均(jun)為不同前體材(cai)料(liao)獲得的(de)活性炭，包括礦物(wu)和(he)(he)纖(xian)維材(cai)料(liao)。使用BET和(he)(he)FTIR表示吸(xi)(xi)附(fu)前后的(de)樣(yang)品。使用XRF和(he)(he)總S分析儀(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫(liu)分析。在固(gu)定床(chuang)吸(xi)(xi)附(fu)系統中進(jin)行(xing)動(dong)態吸(xi)(xi)附(fu)實驗(yan)，允許樣(yang)品在規(gui)定的(de)時間間隔內(nei)自動(dong)收集。此外(wai)，還進(jin)行(xing)了批量吸(xi)(xi)附(fu)實驗(yan)。

　　活性炭參數

　　柴油機(ji)和含有芳(fang)烴和硫化合物的模型柴油機(ji)在(zai)批量和流(liu)動吸(xi)附(fu)模式下吸(xi)附(fu)在(zai)幾(ji)種活(huo)性(xing)炭(tan)上。吸(xi)附(fu)結果表明，吸(xi)附(fu)能力強烈依賴于活(huo)性(xing)炭(tan)的性(xing)質。

　　為了(le)(le)更好地了(le)(le)解吸附(fu)機制，進行了(le)(le)工作PASHs和(he)PAHs朗(lang)格繆爾吸附(fu)等溫線。從等溫線估計參數(shu)(shu)(K L * q m)，其中K L表示吸附(fu)平衡常數(shu)(shu)，q m表示*大吸附(fu)容量(liang)。參數(shu)(shu)(K L * q m)與吸附(fu)強度相關的特征常數(shu)(shu)反映了(le)(le)每(mei)種吸附(fu)劑(ji)對吸附(fu)劑(ji)的親和(he)力(li)。圖中總結(jie)(jie)了(le)(le)幾(ji)種模型(xing)化合物(wu)的結(jie)(jie)果。

　　吸(xi)附(fu)(fu)(fu)結(jie)(jie)果表(biao)明，具有多環芳(fang)族(zu)骨架(jia)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)親和力(li)主要受芳(fang)環與(yu)活性(xing)(xing)炭(tan)圖形結(jie)(jie)構(gou)之間(jian)的(de)(de)影響π-π控制分(fen)(fen)散相(xiang)(xiang)互作(zuo)用(yong)。另外，電子(zi)給(gei)體(ti)(ti) - 受體(ti)(ti)機(ji)制對含硫原子(zi)的(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)也起著(zhu)(zhu)重要作(zuo)用(yong)。此外，為了有效吸(xi)附(fu)(fu)(fu)大(da)(da)分(fen)(fen)子(zi)，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)(de)孔徑(jing)不僅應大(da)(da)于吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)(de)臨界直(zhi)徑(jing)，而(er)且應足夠寬，以減少吸(xi)附(fu)(fu)(fu)過(guo)程中的(de)(de)擴散動力(li)阻力(li)處理。根據(ju)這項研(yan)究，可以得出結(jie)(jie)論，幾種吸(xi)附(fu)(fu)(fu)選擇(ze)性(xing)(xing)萘順序增加< 二(er)苯并(bing)吡啶二(er)苯。主要是由于分(fen)(fen)子(zi)直(zhi)徑(jing)與(yu)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)機(ji)理的(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)、相(xiang)(xiang)似性(xing)(xing)，PASHs與(yu)多環芳(fang)烴的(de)(de)競爭吸(xi)附(fu)(fu)(fu)PAHs的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)量顯著(zhu)(zhu)降低。