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吸附脱硫和生物脱硫技术具有条件温和、操作简单和成本低的优点，被认为是最具有应用前景的柴油深度脱硫技术。吸附-生物原位耦合脱硫工艺是耦合了吸附脱硫的速率快和生物脱硫的选择性高的优点的新型工艺。该耦合工艺是通过在微生物脱硫细胞上吸附纳米脱硫吸附剂来实现的。本文在模拟体系中对吸附-微生物催化原位耦合脱硫工艺进行了研究。
首先，考察了常用脱硫吸附剂γ-Al2O3，Na-Y分子筛和活性炭在原位耦合脱硫工艺中的脱硫效果。结果表明，Na-Y分子筛和活性炭均不能与德氏假单胞杆菌R-8进行耦合脱硫。纳米结构的γ-Al2O3能够有效地吸附到细胞表面，快速地从油相中吸附DBT，传递给细菌进行生物降解，从而提高脱硫速率。
其次，优化了纳米γ-Al2O3的合成工艺和纳米γ-Al2O3的原位耦合脱硫工艺。分别用溶胶法和过氧化氢法制备得到了纳米γ-Al2O3，其中过氧化氢法制备的γ-Al2O3吸附性能更好。在过氧化氢法制备过程中，经过共沸蒸馏过程得到的γ-Al2O3吸附能力和与德氏假单胞杆菌R-8耦合脱硫速率分别为经过常规水热处理得到的γ-Al2O3的1.12倍和1.5倍。在纳米γ-Al2O3与R-8耦合体系中，γ-Al2O3吸附剂的最佳用量在1～2 g Al2O3/g dry cell之间，最佳脱硫pH范围为5～8。质量为1g的纳米γ-Al2O3与德氏假单胞杆菌R-8耦合能将脱硫速率提高到纯R-8脱硫速率的2.7倍。
为了消除γ-Al2O3纳米颗粒的在水相中的团聚现象，采用阿拉伯胶(GA)对γ-Al2O3纳米颗粒进行了表面修饰。阿拉伯胶通过空间位阻作用，使γ-Al2O3颗粒能在水相中稳定分散。500mg未经修饰的γ-Al2O3与R-8进行耦合脱硫，将脱硫速率提高到了纯R-8脱硫速率的1.23倍，同等质量经过GA修饰的γ-Al2O3能将耦合速率提高到纯R-8脱硫速率的1.77倍。即GA改性能使γ-Al2O3的耦合速率得到提高，可有效减少耦合脱硫中γ-Al2O3的用量。