Structural Evolution of Magnesium-based Desulfurizers and Analysis of Their SO<sub>2</sub> Adsorption Performance

SUN Dan; ZHANG Dan-feng; YANG Ji-chun; LIU Tong; LI Xiao-hui; ZHAI Xiang-yu

doi:10.12452/j.fxcsxb.26021205

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Structural Evolution of Magnesium-based Desulfurizers and Analysis of Their SO₂ Adsorption Performance

更新时间：2026-10-14

- Structural Evolution of Magnesium-based Desulfurizers and Analysis of Their SO₂ Adsorption Performance
- Journal of Instrumental Analysis Vol. 45, Issue 10, Pages: 2187-2194(2026)
- 作者机构：
  
  1.辽宁科技学院生物医药与化学工程学院，辽宁本溪 117004
  2.东北大学理学院，辽宁沈阳 110819
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.12452/j.fxcsxb.26021205
  CLC： O657.3;X701.3
- Received：12 February 2026，
  
  Revised：2026-04-02，
  
  Accepted：14 May 2026，
  
  Online First：03 July 2026，
  
  Published：15 October 2026
- 稿件说明：
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孙丹,张丹凤,杨纪春,刘通,李晓惠,翟翔宇.镁基脱硫剂结构演化及其SO₂吸附性能分析[J].分析测试学报,2026,45(10):2187-2194. DOI: 10.12452/j.fxcsxb.26021205.

SUN Dan,ZHANG Dan-feng,YANG Ji-chun,LIU Tong,LI Xiao-hui,ZHAI Xiang-yu.Structural Evolution of Magnesium-based Desulfurizers and Analysis of Their SO₂ Adsorption Performance[J].Journal of Instrumental Analysis,2026,45(10):2187-2194. DOI: 10.12452/j.fxcsxb.26021205.
孙丹,张丹凤,杨纪春,刘通,李晓惠,翟翔宇.镁基脱硫剂结构演化及其SO₂吸附性能分析[J].分析测试学报,2026,45(10):2187-2194. DOI: 10.12452/j.fxcsxb.26021205. DOI：

SUN Dan,ZHANG Dan-feng,YANG Ji-chun,LIU Tong,LI Xiao-hui,ZHAI Xiang-yu.Structural Evolution of Magnesium-based Desulfurizers and Analysis of Their SO₂ Adsorption Performance[J].Journal of Instrumental Analysis,2026,45(10):2187-2194. DOI: 10.12452/j.fxcsxb.26021205. DOI：

摘要

通过水热合成和焙烧两步工艺制备了镁基脱硫剂，考察了水热条件（120~180 ℃、6~18 h）以及焙烧温度（300~600 ℃）对材料结构和SO

吸附性能的影响。在150 ℃水热处理12 h所得的片状Mg（OH）

经400 ℃焙烧后转化成纳米MgO，其比表面积达到94.7 m²/g，介孔占比高达78.6%，Mg—O键结合能负移0.4 eV，中强碱位密度为1.94 mmol/g，表观活化能为36.2 kJ/mol。优化后的样品在350 ℃下的穿透时间为198 min，饱和硫容量达到38.6%，比商用MgO分别提高128%和79%。SO

吸附过程符合准二级动力学模型且以化学吸附为主，材料的介孔结构增强了传质效率，经过10次循环后硫容量保持率为82.3%。该研究为高效镁基脱硫材料的定向设计奠定了理论基础。

Abstract

Magnesium-based desulfurizers were prepared using a two-step process of hydrothermal synthesis and calcination. The effects of hydrothermal conditions（temperature 120-180 ℃，time 6-18 h） and calcination temperature（300-600 ℃） on the material structure and SO

adsorption performance were investigat

ed. Flaky Mg（OH）

obtained by hydrothermal treatment at 150 ℃ for 12 h was converted into nano-MgO after calcination at 400 ℃. This nano-MgO exhibited a specific surface area of 94.7 m

/g，a mesoporous content of 78.6%，a negative shift of 0.4 eV in the Mg-O bond energy，a medium-strong base site density of 1.94 mmol/g，and an apparent activation energy of 36.2 kJ/mol. The optimized sample showed a breakthrough time of 198 min at 350 ℃ and a saturated sulfur capacity of 38.6%，representing improvements of 128% and 79%，respectively，compared to commercial MgO. The SO

adsorption process follows a pseudo-second-order kinetic model and is dominated by chemisorption. The mesoporous structure enhances the mass transfer efficiency，and the sulfur capacity retention rate is 82.3% after 10 cycles. This study lays the theoretical foundation for the directional design of high-efficiency magnesium-based desulfurization materials.

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