2022年12月成人色情网，课题组潘奕君博士在工程：环境类1区TOP期刊《Journal of Cleaner Production》（影响因子IF：11.072）上发表了最新联系效果：Performance and mechanism of sub-ppm SO2 adsorption on the alkali modified activated carbon under different humidity level（DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.135400），该联系赢得天津市当然科学基金的守旧（No. 21JCYBJC00650）。
作家：
Jingjing Pei（裴晶晶，通信作家），Yijun Pan（潘奕君），Qiang Wu（武强）
联系亮点：
1）在不同种类碱改性活性炭上进行了亚ppm级SO2的净化性能测验。
2）低穿透率下的吸附容量与上游浓度呈线性关系。
3）能源学联系标明，高相对湿度条款有益于减少吸附剂的颗粒内扩散阻力。
4）建议了不同相对湿度下低浓度SO2吸附的潜在机制。
联系布景：
四肢一种主要的酸性空气分子混浊物（airborne molecular contaminant，AMC），SO2会对数据中心中成就的电路板形成腐蚀激发故障，以及对晶圆制造历程中与碱性AMC反映引起光刻透镜的雾化问题影响家具良率等。跟着半导体时间的极端，先进的芯片制程工艺对晶圆厂里面的AMC戒指建议极高的要求。对此，以化学过滤器为主的SO2戒指时间被宽泛用于电子工业洁净室透风系统的深度空气净化。在广宽改性计谋中，碱改性活性炭材料进展出众并生效营业化，成为SO2过滤器的主要滤材之一。可是，已有的SO2净化联系频繁是基于燃煤烟气脱硫的布景，因此工况设定具有高温（高于100 ℃）、高浓度(高于500 ppm)的本性，与室内空气净化的常温低浓度（23℃， 低于 1ppm）的本性不符。面前宽泛接收的滤材测试尺度ASHRAE 145.1–2015以及ISO 10121–1:2014中，SO2的推选测试浓度也在9或90-100 ppm，未有计划在应付低浓度情况下滤材的净化进展。因此，低浓度SO2在碱改性活性炭上的吸邻近展与净化机制尚待联系。
本联系中相聚5种营业碱改性活性炭样品，在低浓度限制内有计划了浓度，风速和相对湿度对SO2吸附性能的影响。通过表征技巧对不同湿度下的产物进行联系，并联接能源学盘算扫尾，建议不同湿度下低浓度SO2吸附机制。
主要效果：
1．碱改性活性炭对低浓度SO2的吸附性能
勾引英文v 高KOH负载量的5号样品在不同浓度和风速下进展最优，吸附容量与吸附时刻之间呈幂函数相关。通过简化后的Yoon-Nelson公式对滤料在1ppb时的寿命进行评估，仅5号样品达到一年。
v Sips等温吸附模子对0.25-9ppm限制内5号样品的拟合效果最佳。低穿透度的吸附量数据与浓度呈线性关系，可用于估量低穿透度下的吸附量
Figure 1. Effect of concentration (a) and flow rate (b) on SO2 adsorption capacity for No.1-5 samples (Test condition: 296 K， 50±3 %RH， Flow rate= 3 L/min， C-in= 4.2， 9， 15.5 ppm for (a)
& 296 K， 50±3 %RH， Flow rate= 3， 6， 9， 12 L/min， C-in= 9 ppm for (b))
图1. 不同浓度（a）和流速（b）对1-5号样品的SO2吸附量的影响
Figure 2. The breakthrough curves of No.5 sample (a) and the adsorption amount at 20-80% breakthrough rates (b) (Test condition: 296 K， 50±3 %RH， Flow rate= 30 L/min， Ce= 0.25-9 ppm)
图2. 5号样品在0.25-9ppm浓度下的穿透弧线（a）以及不同穿透率下的吸附量（b）
Figure 3. The linear fitting of adsorption isotherm at 20-60% breakthrough rate (a) and the fitting results of various isotherm models at 80% breakthrough rate (b) for No.5 sample
图3. 20-60%穿透率下吸附量线性拟合（a）和80%穿透率下的不同等温吸附模子拟合（b）
2．湿度对低浓度SO2吸附的影响
v 在25-75 %RH限制内对0.25ppm SO2的吸附性能推行，发现随湿度增多，其穿透时刻呈幂函数神志增多，诠释高湿度对SO2吸附的促进作用愈加显赫。
Figure 4. The breakthrough curves for No.5 sample at 25-75 %RH (a) and the fitting results of RH vs. the time to reach 70% breakthrough (T70) and the 1/k2 (b).
图4. 25-75%RH下的5号样品穿透弧线（a）和RH与穿透时刻(T70)以及寿命相关常数（1/k2）的拟合扫尾（b）
3．湿度对吸附产物的影响
v SEM/EDX扫尾炫夸出高湿度条款对名义物种的输运作用，有益于样品名义碱性负载（KOH）的炫夸和反映
v XRD、XPS、FTIR的表征扫尾炫夸吸附后的SO2与名义的碱性负载生成了K2SO4和K3H(SO4)2，且K3H(SO4)2随吸附湿度增多而增多。
v 通过文件和TG-DSC扫尾阐明，检测到的K3H(SO4)2为K2SO4与H2SO4受热脱水（表征前干燥处置）形成，因此阐明高湿度环境下产物中H2SO4的占比显赫增多。
v 由Kelvin公式、Boyd膜扩散公式以及Weber-Morris公式细则，高湿度吸附环境会导致样品孔说念内被凝结水充分填充并有但愿形成液相吸附界面，导致H2SO4的产生。
v 此外，Weber-Morris公式盘算扫尾炫夸，吸附剂开动阶段的传质历程会从以膜扩散为主转为以颗粒内扩散为主，且颗粒内扩散速度随湿度增多而增大。
Figure 5. SEM images of the fresh No.5 sample (a， b) and after 0.25 ppm SO2 adsorption at 25 %RH (c， d)， 50 %RH (e， f) and 75 %RH (g， h).
图5. 极新的（a，b）以及不同湿度 (25 %RH (c， d)， 50 %RH (e， f)，75 %RH (g， h)) 下0.25ppm SO2吸附充足后的5号样品的SEM扫尾
Figure 6. EDX maps of the No.5 sample after 0.25 ppm SO2 adsorption at 25 %RH (a)， 50 %RH (b) and 75 %RH (c).
图6. 不同湿度 (25 %RH (a)， 50 %RH (b)，75 %RH (c)) 下0.25ppm SO2吸附充足后的5号样品的K和S元素的EDX扫尾
Figure 7. XRD pattern， XPS spectra for S_2P， FTIR spectra and the TG-DSC curves of the No.5 sample after 0.25 ppm SO2 adsorption at 25 -75 %RH.
图7. 不同湿度下0.25ppm SO2吸附充足后的5号样品的XRD扫尾、S_2P的XPS分峰扫尾、FTIR扫尾以及TG-DSC弧线扫尾
Figure 8. The critical pore size of Kelvin equation on pore size distribution of No.5 sample， and Plots of Bt vs. time and Plots of qt vs. t^1/2 at 25- 75 %RH
图8. 不同湿度下发生凝结的临界孔径在5号样品的孔径散播图上位置，以及Boyd膜扩散公式以及Weber-Morris公式在25-75 %RH下的盘算扫尾
4．亚ppm级SO2在碱改性活性炭上的潜在吸附门道
v 把柄已有文件，表征扫尾以及盘算扫尾，建议基于不同湿度下的三种SO2吸附机制，包括:1）干燥情况下的“核-壳”机制，产物在碱性负载名义千里积形成外壳，不利于碱性负载与SO2的战役；2)中等湿度下，名义存在凝结水的“洗脱”机制，产物在凝结水的作用下从碱性负载上被洗脱，使得碱性负载重新炫夸，但输运效果有限；3）高湿度环境下的“继承”机制，大批的凝结水对孔进行填充，与可溶性的碱性负载形成继承液，对SO2进行液相继承， 极大进步对SO2的捕集智商。
Figure 9. Various routes of sub-ppm SO2 adsorption on the alkali-modified AC at different RH
图9. 在不同相对湿度下亚ppm级 SO2在碱改性活性炭上的三种吸附门道
本文援用要领
Pei， J.， Pan， Y.， & Wu， Q. (2023). Performance and mechanism of sub-ppm SO2 adsorption on the alkali modified activated carbon under different humidity level. Journal of Cleaner Production， 382， 135400. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.135400
原文出处
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.135400