Evolución estructural del desulfurante a base de magnesio y análisis de su rendimiento de adsorción de SO2

SUN Dan ,  

ZHANG Dan-feng ,  

YANG Ji-chun ,  

LIU Tong ,  

LI Xiao-hui ,  

ZHAI Xiang-yu ,  

摘要

Se preparó un desulfurante a base de magnesio mediante un proceso de dos pasos que incluye síntesis hidrotérmica y calcinación. Se estudiaron los efectos de las condiciones hidrotérmicas (120~180 ℃, 6~18 h) y la temperatura de calcinación (300~600 ℃) sobre la estructura del material y el rendimiento de adsorción de SO2. Después del tratamiento hidrotérmico a 150 ℃ durante 12 h, el Mg(OH)2 en forma de láminas se transformó en MgO nanométrico tras la calcinación a 400 ℃, con un área específica de superficie de 94,7 m²/g, una proporción de mesoporos del 78,6%, un desplazamiento negativo en la energía de enlace Mg—O de 0,4 eV, una densidad de sitios básicos moderados-fuertes de 1,94 mmol/g y una energía de activación aparente de 36,2 kJ/mol. La muestra optimizada mostró un tiempo de ruptura de 198 min a 350 ℃ y una capacidad de azufre saturada del 38,6%, lo que representa mejoras del 128% y 79% en comparación con el MgO comercial, respectivamente. El proceso de adsorción de SO2 sigue un modelo cinético cuasi-segundo orden y es principalmente químico. La estructura mesoporosa del material mejora la eficiencia de transferencia de masa y después de 10 ciclos, la capacidad de azufre se mantiene en un 82,3%. Este estudio sienta las bases teóricas para el diseño dirigido de materiales desulfurantes a base de magnesio altamente eficientes.

关键词

Desulfurante a base de magnesio;evolución estructural;síntesis hidrotérmica;adsorción de SO2;estructura mesoporosa

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