吸附树脂和活性炭吸附气体中二硫化碳的性能差异及成因研究

来源：中国环境科学杂志2023年第9期北京时间：

作者：曲宏昌, 马佳凯, 龙超

单位：南京大学环境学院, 污染物控制与资源化研究国家重点实验室, 江苏 南京 210023

摘要：采用固定床吸附方法,研究了水分和硫化氢对活性炭和吸附树脂吸附二硫化碳的影响,并探究了产生吸附性能差异的原因.研究结果表明,不论是共吸附还是预吸附的水分,对活性炭吸附二硫化碳的影响远大于吸附树脂,主要是因为活性炭表面含有更多对水分子有强亲和力的含氧基团(羟基和羰基等),水分子占据吸附位点导致活性炭对二硫化碳吸附有更显著下降;预吸附硫化氢的活性炭对二硫化碳吸附量显著下降,而吸附树脂依然保持稳定的吸附能力;孔结构和X射线光电子能谱(XPS)分析结果表明,硫化氢在活性炭表面反应生成单质硫等副产物,堵塞了孔道,导致比表面积和总孔容分别减少了59.6%和57.3%,而预吸附硫化氢对吸附树脂没有影响.此外,采用反相气相色谱法测定了两种吸附剂的表面色散自由能,活性炭具有更高的表面色散自由能,相比于比表面积等孔结构参数,表面色散自由能是更好地解释吸附单一组分二硫化碳时,活性炭吸附量要显著高于W-8树脂的本质原因.

关键词：挥发性有机物,二硫化碳,水蒸气,硫化氢,吸附树脂,活性炭

基金资助：江苏省重点研发计划(社会发展)(BE2022838)