燃油深度脱硫用活性炭基复合材料及燃油硫化物的分析表征研究(3)
（3）吸附质分子小于孔直径时，在孔内会发生毛细凝聚作用，吸附量大；
（4）吸附质分子远小于孔直径时，吸附质分子虽然易发生吸附，但也较容易发生脱附，脱附速度很快，而且低浓度下的吸附量小。
1.2.2 表面化学性质的改性
表面化学性质决定了活性炭的化学吸附。化学性质主要是指表面的化学官能团。表面的化学官能团根据活化的不同，有含氧官能团和含氮官能团。含氧官能团又分为酸性和碱性含氧官能团：酸性基团有羧基、酚羟基、醌型羰基、正内酯基及环式过氧基等,其中羧基、酚羟基及酯基为主要酸性氧化物。碱性氧化物说法不一, 认为是苯并( pyzopyrylium)的衍生物或类吡喃酮结构基团。酸性氧化物使活性炭具有极性的性质，因此，仅限于吸附极性较强的化合物。而碱性化合物易吸附极性较弱或非极性物质。因此，可以通过改变活性炭表面的酸性和碱性基团的含量，从而改变活性炭的吸附性能[4]。
近20年来，很多学者越来越重视活性炭表面官能团的作用，并进行了大量的研究，发现化学官能团作为活性中心支配了活性炭表面化学性质，其中含氧官能团作为表面改性的中心，起着重要的作用。活性炭属于非极性吸附剂，由于它的疏水性，使它能在水溶液中有效地吸附各种非极性有机物质。但是，在水溶液中吸附具有一定极性的溶质就有困难，必须对活性炭进行改性，使其表面具有一定的极性，而另一方面，增强活性炭表面的非极性，可以增强对非极性物质的吸附性能。活性炭表面化学性质的改性可以从氧化改性、还原改性和负载金属改性等方面进行。
1.2.3 电化学性质的改性
活性炭的电化学性质同时决定了物理吸附和化学吸附。由于活性炭是由石墨晶体和无定型碳组成, 因此它具有较强的导电性能。具有捕捉电荷的能力，使其表面带有一定的电荷。电化学性质主要指由于在电场的作用下活性炭表面的带电性和由此而产生的化学性质变化的性质。此外，活性炭表面的电势与pH值也有一定的关系，当电势增加时，pH值降低。活性炭表面的酸性基团与碱性基团表现一定的缓冲特性:
SCO2H SCO-2+H+
S2C=O+H+ S2C=OH+
因此，当增加在活性炭上的电势时，活性炭表面将带正电荷，同时pH值将降低，增加了带负电物质的吸附，反之，则增加了带正电物质的吸附。当增加或减少一定的电压时，增加了活性炭表面吸附相应物质的吸附点。因此，我们可以通过改变电压来达到改变活性炭吸附性能。
1.3 活性炭脱硫机理
1.3.1 物理作用脱硫机理
活性炭吸附燃油中硫化合物的物理作用主要是范德华力和静电引力。范德华力来源于Kee-som定向效应、Debye诱导效应(极化效应)和London色散效应。当固体表面有酸性位或碱性位时，表面就带正电或负电，静电引力就是吸附剂和吸附质之间产生的一种长距离弱相互作用力。对一种性能优良的吸附剂来说，它与目标吸附质分子的作用力应该比与竞争物质的作用力要强得多。因此充分了解燃油中竞争物质对吸附的影响程度对开发吸附脱硫吸附剂是十分必要的[5]。从竞争物质苯和目标分子噻吩两者的范德华力和静电引力的基本特征可以看出，苯的极化率比噻吩要稍高一些，而噻吩极化率要比苯稍高一些。所以，对无极性的吸附剂来说，苯与吸附剂的作用力要比噻吩稍强；对极性的吸附剂来说，噻吩比苯可能在吸附剂表面吸附得更多一些。但是范德华力和静电引力单独引起的吸附热低于83736J/mol，所以这样不能有效地进行分离纯化。因此，仅仅依靠物理作用力为主的吸附方法很难达到燃油的深度脱硫目的。
上一篇：废旧氨纶改性煤沥青研究+文献综述