Cu/TiO₂吸附剂被空气等离子体修改为H₂S的吸附氧化

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 环境化学环境化学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 硫化 (H2S) 的去除在低温和微氧环境中至关重要.
• 传统的吸附剂在具有挑战性的工业条件下往往缺乏效率.
• 非热等离子体 (NTP) 为材料表面修饰提供了一种新的方法.

研究的目的:

• 为了研究非热等离子体 (NTP) 在修改 Cu/TiO2 吸附剂中的 H2S 净化功效.
• 优化Cu负载和NTP处理大气,以提高吸附氧化性能.
• 阐明改善H2S去除能力和吸附剂停用背后的机制.

主要方法:

• 合成Cu/TiO2吸附剂,具有不同的铜负载.
• 在不同的大气条件下 (例如,空气等离子体) 使用非热等离子体 (NTP) 修改吸附剂.
• 使用突破能力测量评估H2S吸附氧化性能.
• 使用X射线衍射 (XRD) 和X射线光电子谱学 (XPS) 进行吸附性质的表征.

主要成果:

• 修改NTP显著提高了H2S去除能力,Cu/TiO2-Air获得了最高的突破能力 (113.29 mg H2S/g).
• 与未经修改的吸附剂相比,优化吸附剂的H2S净化增加了近5倍.
• 提高性能与增加的中孔体积,暴露的活性位点 (CuO),功能群 (氨基,基),改善的Ti-O-Cu相互作用和有利的活性氧物种有关.
• 失活主要是由于CuO的消耗和CuS和SO4 ((2-) 产品在活性部位和孔隙中的聚合而导致的.

结论:

• 非热等离子体 (NTP) 是一种有效的方法,可以提高Cu/TiO2吸附剂的H2S吸附-氧化性能.
• 优化的Cu/TiO2-Air吸附剂在具有挑战性的环境中表现出高效的H2S去除效率.
• 了解禁用机制对于设计长期,稳定的H2S净化系统至关重要.