氧掺杂氮化硼在吸附脱硫中的性能提升研究

"该研究主要探讨了工程双氧改性氮化硼(BN)在吸附脱硫中的应用，特别是对轻循环油(LCO)中硫化合物的去除。研究团队通过聚合物基合成策略实现了BN结构中氧原子的内部取代和边缘羟基化，提高了BN的吸附性能。实验结果显示，双氧改性BN (BN-2O)能够选择性地吸附二苯并噻吩(DBT)，并且吸附效果符合Freundlich和准二级吸附动力学模型。这表明，BN-2O具有优良的吸附脱硫性能，且其吸附机制涉及到偶极相互作用和p-p相互作用。此外，该研究还暗示了聚合物基策略可以扩展到其他杂原子掺杂系统，以增强吸附性能。" 本文首先介绍了轻循环油(LCO)作为炼油厂副产品，由于高含硫量需要进一步处理的问题。传统的加氢处理技术虽然有效，但对于难以处理的芳族硫化合物，如DBT和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)，效果有限。为了解决这一问题，研究人员关注到了氮化硼(BN)的改性潜力。 氮化硼(h-BN)是一种常见的二维材料，其晶体结构中通常存在氧原子。然而，氧原子如何影响其吸附性能并未得到充分理解。研究中，通过聚合物基合成方法，实现了在BN结构中氧原子的精确控制，同时在BN边缘引入羟基，形成BN-2O。实验数据显示，DBT在BN-2O表面形成了分子层状覆盖，这可能是由于p-p相互作用。此外，密度泛函理论(DFT)计算揭示了BN内部氧原子对吸附质的作用，增强了偶极相互作用，从而提高了吸附选择性和效率。 该研究的结果表明，BN-2O在吸附脱硫过程中表现出良好的性能，其吸附行为符合Freundlich和准二级吸附动力学模型，这意味着吸附过程既受到表面性质影响，也受到扩散过程控制。这种双氧改性的策略不仅适用于DBT的吸附，还有可能应用于其他含硫化合物的去除，并且可以推广到其他掺杂系统，以设计出更多高效吸附材料。 最后，这项研究为开发新型吸附剂提供了理论依据和技术支持，对于提升LCO的处理效率和环保性能，以及减少石油化工过程中硫排放具有重要意义。同时，它也为未来在绿色化工领域的研究和技术创新开辟了新的方向。