Evolução estrutural do removedor de enxofre à base de magnésio e análise do desempenho de adsorção do SO2

SUN Dan ,  

ZHANG Dan-feng ,  

YANG Ji-chun ,  

LIU Tong ,  

LI Xiao-hui ,  

ZHAI Xiang-yu ,  

摘要

Foi preparado um removedor de enxofre à base de magnésio por meio de um processo em duas etapas de síntese hidrotermal e calcinação. Foi investigado o efeito das condições hidrotermais (120~180 ℃, 6~18 h) e da temperatura de calcinação (300~600 ℃) na estrutura do material e no desempenho de adsorção do SO2. O Mg(OH)2 lamelar obtido após tratamento hidrotermal a 150 ℃ por 12 h foi convertido em MgO nanométrico após calcinação a 400 ℃, apresentando área de superfície específica de 94,7 m²/g, alta proporção de mesoporos de 78,6%, energia de ligação Mg—O deslocada negativamente em 0,4 eV, densidade de sítios básicos médio-fortes de 1,94 mmol/g e energia de ativação aparente de 36,2 kJ/mol. A amostra otimizada apresentou tempo de penetração de 198 minutos a 350 ℃ e capacidade saturada de enxofre de 38,6%, representando incrementos de 128% e 79%, respectivamente, em comparação ao MgO comercial. O processo de adsorção de SO2 segue um modelo cinético pseudo de segunda ordem, sendo predominantemente adsorção química, com a estrutura mesoporosa do material melhorando a eficiência da transferência de massa. Após 10 ciclos, a retenção da capacidade de enxofre foi de 82,3%. Este estudo estabelece a base teórica para o projeto direcionado de materiais desulfurantes à base de magnésio altamente eficientes.

关键词

Removedor de enxofre à base de magnésio; evolução estrutural; síntese hidrotermal; adsorção de SO2; estrutura mesoporosa

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