孫明慧，陳靜圓，肖南，陳奧博，王旭珍，邱介山，3

（1 精細(xì)化工國家重點實驗室，遼寧大連116024； 2 大連理工大學(xué)化工學(xué)院，遼寧省功能材料化工重點實驗室，遼寧大連116024； 3 北京化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，北京100029）

引 言

硫化氫(H2S)作為一種有毒的酸性氣體，在煤電、煤化工生產(chǎn)過程中廣泛存在，它不僅會對設(shè)備造成腐蝕，而且會對人體健康造成危害、對環(huán)境造成污染[1]。因此，高效脫除硫化氫已成為各行各業(yè)的重要課題之一。以碳質(zhì)材料作為一種無金屬催化劑、在常溫常壓下催化氧化H2S、定向轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，是一種環(huán)保、低成本、綠色的解決方案。綜合文獻(xiàn)報道的相關(guān)工作[2-4]，溫和條件下H2S 催化氧化轉(zhuǎn)化的機(jī)理如下：首先，含有水蒸氣的空氣通過碳材料表面的同時在微孔中形成水膜，H2S 氣體在微孔中溶解并解離成HS-；同時，空氣中的氧分子在碳材料表面活性位點被轉(zhuǎn)化為吸附態(tài)氧原子(O*)；繼而，形成的HS-與吸附態(tài)氧原子O*發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫（S）；單質(zhì)硫隨著水膜的流動最終儲存在較大的孔隙中，直到所有的孔隙結(jié)構(gòu)都被填滿（飽和），催化氧化反應(yīng)結(jié)束。因此，碳材料的孔道結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)對其催化脫硫性能有重要影響。如在相同的脫硫條件下，傳統(tǒng)的椰殼活性炭（孔結(jié)構(gòu)主要是微孔）的飽和硫容(QS)只有約每克催化劑0.8 g H2S，而氮摻雜多孔碳[4]和介孔碳[5]的QS值分別達(dá)到每克催化劑1.2 g H2S 和2.0 g H2S，均顯著提高。這是因為氮元素的引入，一方面可作為極性位點增強(qiáng)碳表面與酸性氣體分子之間的相互作用，另一方面改變了碳骨架的電子云密度，提高了材料的催化氧化性能[6-10]。另外，材料中微孔的存在可為催化脫硫反應(yīng)提供足夠的“納米反應(yīng)器”，而介孔的構(gòu)筑為氧化產(chǎn)物——固體單質(zhì)硫的存儲提供了足夠的空間[5-8]。因此，在碳材料表面引入大量的堿性活性位點，并構(gòu)建具有微孔-介孔共存的梯級孔道結(jié)構(gòu)，是設(shè)計合成室溫高效脫硫催化劑的關(guān)鍵。

通常采取直接熱解含氮前體的方法對碳材料進(jìn)行原位氮摻雜[11]，在碳骨架中引入大量穩(wěn)定的堿性位點；若同時利用模板劑輔助熱解含氮前體，還可同步實現(xiàn)構(gòu)筑一定尺寸孔徑的多孔碳及對材料的高含量氮摻雜[12]。納米碳酸鈣球由于自身的誘導(dǎo)自活化效應(yīng)，其作為模板劑可同時結(jié)合硬模板法和物理活化法的優(yōu)勢。在作為硬模板構(gòu)筑介孔的同時，CaCO3自身在高溫的碳化過程中發(fā)生分解，反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體，與周圍的衍生炭作用產(chǎn)生微孔，故僅通過一步碳化即可構(gòu)筑具有微孔-介孔的梯級孔道結(jié)構(gòu)碳材料[13-16]。

煤焦油是煤煉焦和煤熱解工業(yè)生產(chǎn)中的大宗副產(chǎn)物，其年加工量僅占回收量的60%左右[17]，且大量高溫煤焦油都被用作重質(zhì)燃料和低端產(chǎn)品，造成了嚴(yán)重的資源浪費和環(huán)境污染。對煤焦油的高值化利用的深入研究已成為當(dāng)前潔凈煤利用和低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的熱點問題之一[18]。考慮到高溫煤焦油富含稠環(huán)有機(jī)化合物，無機(jī)雜質(zhì)少，含碳量高，因此，可作為一種重要的碳資源，用于制備高附加值的碳材料[19]，這對拓展煤的非燃料利用空間具有重大意義。多巴胺作為一種含氮前體，由于其在高溫下能發(fā)生自聚合，形成黏稠狀的聚合物將無機(jī)納米模板劑均勻包裹其中，經(jīng)碳化后可形成孔道分布均勻的氮摻雜材料而被廣泛研究[13,20-21]。

本工作研究了以煤焦油中的蒽油餾分為碳源、富氮物質(zhì)多巴胺為氮源，利用廉價的納米碳酸鈣球為模板，基于碳酸鈣的誘導(dǎo)自活化作用、通過一步碳化法制備富氮多孔碳材料（NPCs），用于室溫下催化H2S 選擇性氧化脫除，并與其他硬模板(如納米SiO2和聚苯乙烯膠體球[22-23])合成方法相比，以期為設(shè)計和制備特定納米結(jié)構(gòu)的富氮多孔碳材料提供一種更加簡便有效的方法。

1 實驗部分

1.1 富氮多孔碳脫硫催化劑制備

原料：高溫煤焦油的蒽油餾分（C），元素組成分析（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：C 90.4%、H 5.9%、N 1.0%、S 0.6%、O 2.1%?？梢?，其碳含量高，雜原子含量少，且?guī)缀醪缓?。納米碳酸鈣模板劑（T，粒徑20～40 nm，上海乃歐科技有限公司）。其他試劑和藥品，均為分析純。

采用模板輔助共碳化法制備富氮層級多孔碳材料（NPCs），其形成機(jī)理如圖1 所示。典型合成過程如下：將2.0 g蒽油餾分（C）溶于四氫呋喃中，加入2.0 g 納米CaCO3模板劑和4.0 g 鹽酸多巴胺（N）混合均勻，40℃水浴恒溫攪拌3 h，隨后將樣品置于60℃烘箱中干燥12 h。干燥后的樣品充分研磨，并將得到的粉末置于管式爐中。在空氣氣氛中以2℃/min的升溫速率由室溫升至250℃，恒溫2 h；隨后在氮氣氣氛中以5℃/min 的升溫速率升至700℃炭化，恒溫2 h。冷卻至室溫后，經(jīng)2 mol·dm-3鹽酸80℃下水浴恒溫攪拌12 h，水洗至中性，干燥。所得樣品標(biāo)記為NPC-1-1/2-700。

圖1 氮摻雜層級多孔碳材料（NPCs）的形成機(jī)理Fig.1 Schematic diagram for formation of nitrogen-doped hierarchical porous carbons (NPCs)

分別固定反應(yīng)體系中其他條件不變，逐次改變單一變量，采用上述方法通過控制加入不同量的前體及模板劑，并改變碳化溫度，制備不同系列的樣品，標(biāo)記為NPC-x-y-Ti。其中，x表示蒽油餾分（C）和納米碳酸鈣（T）質(zhì)量之比（記作C/T,x=2，1，1/3，1/5，1/10），y表示蒽油餾分（C）和鹽酸多巴胺（N）質(zhì)量之比（記作C/N,y=2，1，1/2，1/4），Ti為碳化溫度(Ti為400、600、700、800oC)。

進(jìn)一步地，準(zhǔn)確稱量50 mg 的NPC-x-y-Ti材料，等體積浸漬20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的碳酸鈉溶液（Na2CO3），密封靜置、干燥后得到20% Na2CO3改性的NPCs脫硫催化劑。

1.2 催化H2S氧化脫除性能測試

將NPCs脫硫催化劑裝入內(nèi)徑8 mm的石英反應(yīng)管中部，并控制其裝填床層高度為20 mm。在室溫下（20oC）通入含有H2S 的模擬混合氣（相對濕度70%的空氣、1429 mg/m3H2S 和N2，總流量100 ml/min），經(jīng)混合罐進(jìn)入催化劑床層，氣相色譜（GC-7890Ⅱ，F(xiàn)PD 檢測器，上海天美）在線檢測尾氣中H2S 濃度。每隔5 min 進(jìn)樣一次，當(dāng)尾氣中H2S 濃度達(dá)到原料氣中H2S濃度的98%以上時，停止進(jìn)樣，測試結(jié)束。由反應(yīng)時間和尾氣中H2S濃度得到穿透曲線。根據(jù)入口氣體總流量、樣品質(zhì)量、進(jìn)氣口和出口氣中H2S 濃度等數(shù)據(jù)，依據(jù)式(1)計算任一反應(yīng)時刻t時催化劑的硫容

式中，MH2S為H2S摩爾質(zhì)量，g/mol;C0為口氣流中H2S 濃度，mg/m3;P為大氣壓力，Pa;F為入口反應(yīng)氣流量，ml/min;m為樣品質(zhì)量,g;R為普適氣體常數(shù)，J/(mol·K);TR為反應(yīng)測試溫度，K;Ct為t(min)時刻尾氣中H2S濃度,mg/m3。

1.3 材料表征

利用日本理學(xué)株式會社生產(chǎn)的D/max-2400 型X 射線衍射儀分析樣品的晶體結(jié)構(gòu)，并計算材料的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。使用德國Element 公司生產(chǎn)的Vario EL 型元素分析儀檢測樣品中的C、N、H 元素含量，再通過差減法計算得到O 元素含量。使用美國FEI公司生產(chǎn)的NOVA Nano SEM 450場發(fā)射掃描電鏡（SEM）和Tecnai G20 透射電鏡（TEM）分別對材料的表面形貌和微觀形貌進(jìn)行觀察，其中TEM 采用120 kV 加速電壓進(jìn)行測試。使用濟(jì)南潤之科技有限公司生產(chǎn)的Rise-1020 孔分析儀采用低溫N2吸附-脫附法對材料的比表面積和孔道結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，測試前多孔碳材料樣品在250℃真空條件下脫氣5 h，脫硫后的硫/多孔碳復(fù)合材料在100℃下脫氣12 h；根據(jù)相對壓力（P/P0）為0.996 時N2吸附量計算得到樣品的總孔體積（Vtot），由BET 方程計算得出樣品的比表面積（SBET），基于BJH 方法計算材料的孔徑分布，樣品的微孔體積（Vmic）和介孔體積（Vmeso）根據(jù)密度泛函理論計算得到。

2 結(jié)果與討論

2.1 NPCs的微觀形貌

利用場發(fā)射掃描電鏡（FESEM）和透射電鏡（TEM）分別觀察模板劑納米碳酸鈣和典型樣品NPC-1/5-1/2-700 的微觀形貌。由圖2 中FESEM 圖像可以看到，納米碳酸鈣呈類球體，顆粒粒徑在20～40 nm 左右[圖2(a)]；制得的多孔碳材料在外觀上保持了納米碳酸鈣模板的類球狀形貌，尺寸變化不大，且相互粘連、表面粗糙[圖2(b)]。利用TEM 進(jìn)一步觀察代表樣品NPC-1/5-1/2-700 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以清晰地看到，樣品整體上呈現(xiàn)出較均勻的石榴果粒狀微觀形貌[圖2(c)]，表明反相復(fù)制了納米碳酸鈣模板、移除模板后留下空心球狀結(jié)構(gòu)，且孔道相互貫通；材料內(nèi)部碳層交聯(lián)，且具有蜂巢狀多孔結(jié)構(gòu)[圖2(d)]。另外，樣品表面呈褶皺狀，是由于高溫下氮元素?fù)诫s進(jìn)碳骨架而造成的碳層缺陷，這有利于增大材料與反應(yīng)物的接觸面積。

圖2 不同樣品的電鏡圖像Fig.2 Electron microscope images of different samples

2.2 NPCs的氮摻雜量

研究表明，前體中氮源的添加量及碳化溫度的不同，都會對材料中摻雜氮元素的含量產(chǎn)生影響[24]。如表1 所示，在固定蒽油/模板劑（C/T）為1/5 的基礎(chǔ)上，分別只改變蒽油餾分（C）/鹽酸多巴胺（N）質(zhì)量之比（y，代表C/N=1/4，1/2，1，2）和碳化溫度（Ti為400、600、700、800℃），制備了兩個系列氮摻雜多孔碳材料，產(chǎn)物分別標(biāo)記為NPC-1/5-y-700 和NPC-1/5-1/2-Ti。由表1 中元素分析結(jié)果可知，NPCs 材料的氮元素?fù)诫s水平高，N 含量達(dá)到6.4%～21.3%。對于NPC-1/5-y-700 系列材料，在相同碳化溫度700℃，隨著投料中多巴胺的占比增加（即y減?。牧现泻侩S之增大。若改變碳化溫度，因鹽酸多巴胺在高溫下分解揮發(fā)造成一定損失[13]，NPC-1/5-1/2-Ti系列樣品中氮元素?fù)诫s量隨溫度提升而顯著下降。綜合平衡碳化溫度與碳/氮源配比的影響確定適宜合成條件，可實現(xiàn)對碳材料進(jìn)行可控氮摻雜，構(gòu)筑富氮多孔碳材料。

表1 不同實驗參數(shù)制備的不同系列NPCs 樣品的元素分析結(jié)果Table 1 Elemental analysis results of various NPCs prepared at different experiment conditions

2.3 NPCs的孔隙結(jié)構(gòu)

為了分析不同的制備參數(shù)對材料孔結(jié)構(gòu)形成的影響，采用低溫氮氣吸附測試（BET）對各系列樣品的比表面積（SBET）、孔結(jié)構(gòu)和孔徑分布進(jìn)行了表征，分析結(jié)果如圖3和表2所示。

表2 不同實驗參數(shù)制備的不同系列NPCs 樣品的BET測試結(jié)果Table 2 BET test results of various NPCs prepared at different experiment conditions

圖3 不同條件下制備樣品的低溫N2吸附測試結(jié)果Fig.3 Low temperature N2 adsorption test results

圖3(a)、(b)給出了固定碳化溫度700℃、采用不同碳源/模板劑（C/T，x）投料比時制得的NPC-x-1/2-700 系列樣品的氮氣吸附-脫附曲線及其孔徑分布?？梢?，在相對壓力（P/P0）大于0.45時，各樣品均出現(xiàn)明顯的滯后環(huán)，屬于Ⅳ型吸附等溫線[25-27]，反映其典型的介孔結(jié)構(gòu)；孔徑分布曲線表明樣品中均存在2 nm 以下的微孔、2～5 nm 的介孔和10～35 nm范圍的大介孔。介孔來源于模板劑碳酸鈣高溫分解產(chǎn)物CaO 固體顆粒的占位及彼此之間的堆積孔，微孔則源于CaO 誘導(dǎo)自活化[28]及碳酸鈣分解的另一種產(chǎn)物CO2的物理活化作用[29]。結(jié)合表2 中BET 測試結(jié)果分析可知，孔道的發(fā)育程度并不隨著模板劑碳酸鈣的用量增加而線性增大（總孔容Vtot先由0.2 cm3/g 增大到0.8 cm3/g，后減小到0.3 cm3/g）。當(dāng)C/T投料比為1/5 時樣品的比表面積（SBET）最高，為811.6 m2/g，說明混合均勻的蒽油及多巴胺碳/氮源能夠均勻包覆幾乎每個碳酸鈣納米球顆粒，并且一定溫度下多巴胺在顆粒表面上發(fā)生聚合反應(yīng)，形成CaCO3@蒽油-聚多巴胺復(fù)合物，經(jīng)高溫碳化得到碳包覆結(jié)構(gòu)；若模板添加量過多（x=1/10），SBET只有339.3 m2/g，這是由于模板劑過量時，大量的碳酸鈣顆粒發(fā)生堆積，導(dǎo)致相互緊密接觸的表面無法被碳/氮源前體所包覆，從而影響了介孔的生成。

圖3(c)、（d)與表2 對應(yīng)的BET 測試結(jié)果分析表明，隨著碳化溫度由400℃上升到700℃，NPC-1/5-1/2-Ti系列樣品的SBET和Vtot呈現(xiàn)相應(yīng)的遞增趨勢。這是由于納米碳酸鈣模板在600℃才開始發(fā)生分解，轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和CaO，而CO2可以進(jìn)一步物理腐蝕碳網(wǎng)絡(luò)、充當(dāng)活化劑，在材料中構(gòu)筑了大量的微孔[13]；而CaO 具有一定的催化活性，降低了CO2與碳網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)的活化能[28]。而隨著碳化溫度進(jìn)一步升高到800℃，由于納米碳酸鈣模板在高溫下熱分解更劇烈，導(dǎo)致材料的比表面積增大到941.3 m2/g，微孔孔容進(jìn)一步上升，而總孔容由0.8 cm3/g 降低到0.6 cm3/g。因此，材料中微孔-介孔梯級孔道結(jié)構(gòu)是在硬模板和誘導(dǎo)自活化效應(yīng)的雙重作用下產(chǎn)生的。

2.4 脫硫性能

采用不同比例碳源/模板劑（C/T）投料比制備的NPC-x-1/2-700 對應(yīng)硫容如圖4(a)所示?？梢钥吹?，穿透硫容（QB）與飽和硫容（QS）隨著C/T投料比變化呈現(xiàn)出一致的先增后減的“火山形”曲線規(guī)律，脫硫性能最佳樣品對應(yīng)于C/T投料比為1/5。如前所述，這是由于此時碳酸鈣納米顆粒幾乎都能被前體包覆并發(fā)生聚合反應(yīng)，最終可轉(zhuǎn)化為均勻、中空碳單元組合而成的氮摻雜梯級多孔碳網(wǎng)絡(luò)。因此，隨著模板劑投料增多（x值由2 減小到1/5），得到的碳材料中空碳網(wǎng)絡(luò)更加發(fā)達(dá)，孔容從0.2 cm3/g 增大到0.8 cm3/g（表2），為H2S 轉(zhuǎn)化的硫單質(zhì)提供了更多儲存空間，脫硫性能隨之增強(qiáng)；但當(dāng)x進(jìn)一步減小到1/10 時，前體無法完全包裹大量緊密堆積的納米碳酸鈣顆粒，存在的留白空隙導(dǎo)致形成的碳網(wǎng)絡(luò)孔道不均勻，總孔容下降到0.3 cm3/g，致使可容納單質(zhì)硫的空間減少，故脫硫效果較差。

圖4 不同條件下制得的NPCs樣品用于室溫下催化脫硫性能結(jié)果Fig.4 Desulfurization performances of NPCs samples prepared under different conditions (room temperature)

圖4(b)展示了不同碳源/氮源（C/N）比例制備的NPCs 材料中氮元素?fù)诫s量與其相應(yīng)脫硫性能的關(guān)系?？梢?，當(dāng)?shù)獡诫s量由6.4%逐步增大到12.5%時，NPCs脫硫劑的硫容逐漸增大；但是，摻雜氮量高達(dá)16.3%的NPC-1/5-1/4-700 樣品的硫容卻有所下降，這意味著多孔碳材料的脫硫性能不僅取決于材料的氮摻雜量。由于硫化氫低溫選擇性氧化產(chǎn)物為單質(zhì)硫，故作為“納米反應(yīng)器”的微孔與貯硫空間的介孔孔隙結(jié)構(gòu)也起著重要作用。因此，在NPCs材料的孔結(jié)構(gòu)與氮摻雜量之間，存在著一定的平衡關(guān)系[30-31]。

基于此，通過僅改變碳化溫度得到NPC-1/5-1/2-Ti，進(jìn)一步探究了該系列催化劑的氮摻雜量、孔結(jié)構(gòu)與相應(yīng)飽和硫容的關(guān)系。由圖4(c)可知，隨溫度升高，其各自脫硫性能并不隨氮含量降低（由21.3%降至9.0%）而服從順變關(guān)系，說明在該系列測試中，決定脫硫性能的關(guān)鍵因素還在于材料的孔結(jié)構(gòu)。由于納米碳酸鈣球在600oC 以上才開始發(fā)生分解，從而在材料中構(gòu)筑大量微孔結(jié)構(gòu)，因此，即使低溫碳化的NPC-1/5-1/2-400 樣品有較高的含氮量，但由于缺乏必要的孔道結(jié)構(gòu)（見表2，SBET僅為286.2 m2/g，微孔孔容極小Vmic=0.1 cm3/g），無法為H2S 氧化反應(yīng)提供足夠的反應(yīng)場所[5-8]，故硫容很低。當(dāng)碳化溫度升高至600oC 及以上時，納米碳酸鈣球熱分解劇烈，微孔結(jié)構(gòu)更加發(fā)達(dá)。結(jié)合表2 中數(shù)據(jù)分析，相比于600℃和800℃碳化產(chǎn)物，性能最優(yōu)的NPC-1/5-1/2-700 樣品[圖4(d)]有更適宜的微孔孔容與總孔孔容的比值（41%，高于600℃碳化產(chǎn)物的數(shù)值21%，低于800℃碳化產(chǎn)物的數(shù)值59%），說明了氮摻雜碳材料中適宜的微孔-介孔比例才會對室溫下氧化H2S 脫除起到最大程度的協(xié)同作用，從而保障吸附-催化脫硫反應(yīng)與后續(xù)儲硫的順利進(jìn)行。在此基礎(chǔ)上，一定量的氮元素?fù)诫s才能為催化反應(yīng)提供更多的活性位點，進(jìn)一步提高材料的脫硫性能。

2.5 NPCs催化劑脫硫產(chǎn)物分析

以典型的、經(jīng)碳酸鈉改性的NPC-1/5-1/2-700脫硫催化劑為例，對其脫硫前后分別進(jìn)行了XRD 測試、N2低溫吸附-脫附測試以及掃描電鏡元素掃描分析，對比確定其催化H2S 選擇性氧化為硫單質(zhì)的性能。從圖5(a)可以直觀地看到，相比于脫硫前NPC-1/5-1/2-700，脫硫后的樣品在2θ=25°附近有明顯的強(qiáng)衍射峰，對應(yīng)于單質(zhì)S 的特征衍射峰（JCSD 34-0341）。結(jié)合催化脫硫反應(yīng)過程中，尾氣口并未檢測到其他含硫化合物（如SO2），可以證明在本實驗條件下H2S被定向氧化成單質(zhì)硫并儲存在催化劑孔道中。

對比分析了脫硫前、后催化劑的低溫N2吸附-脫附曲線[圖5(b)]，計算發(fā)現(xiàn)SBET數(shù)值從脫硫前凈催化劑的811.6 m2/g 顯著降低到脫硫飽和后的6.4 m2/g，且脫硫后催化劑的脫附滯后環(huán)消失，說明內(nèi)部存在的大量介孔已被H2S 轉(zhuǎn)化成的單質(zhì)S 所占據(jù)。進(jìn)一步地，由掃描電鏡元素分布掃描[圖5(c)、(d)]可以清晰地觀察到，脫硫飽和后的催化劑表面均勻分布著大量單質(zhì)S；另外，脫硫后N 元素在該催化劑表面仍均勻分布，證明了材料中摻雜的N 元素作為活性位點不受催化反應(yīng)影響，從而保障了催化劑的高效脫硫性能。

3 結(jié) 論

圖5 NPC-1/5-1/2-700催化劑脫硫前后的系列表征Fig.5 Characterization results of NPC-1/5-1/2-700 catalyst before and after desulfurization

采用碳酸鈣納米球模板輔助煤焦油/聚多巴胺共炭化的方法，當(dāng)碳源/氮源/模板劑比例為1∶2∶5、碳化溫度為700℃時，制備的氮摻雜碳材料NPC-1/5-1/2-700 同時具有發(fā)達(dá)的多級孔隙結(jié)構(gòu)（SBET811.6 m2/g），適宜且分布均勻的微孔/介孔比例（孔容為0.8 cm3/g）及高氮摻雜量（N 12.5%）。用于室溫下催化氧化脫除硫化氫，在梯級孔道結(jié)構(gòu)及表面化學(xué)的協(xié)同作用下，其飽和硫容高達(dá)5.8 g H2S/(g 催化劑)。本工作為高效納米脫硫催化劑材料的設(shè)計制備提供了新的思路。

符 號 說 明

C0——入口氣流中H2S濃度，mg/m3

Ct——t(min)時刻尾氣中H2S濃度，mg/m3

F——入口反應(yīng)氣流量，ml/min

m——樣品質(zhì)量，gP——大氣壓力，Pa

QB,QS——分別為樣品的穿透硫容與飽和硫容,g H2S/(g 催化劑)

R——理想氣體常數(shù)，J/(mol·K)

SBET——樣品的比表面積，m2/g

TR——測試溫度，KVtot,Vmic,Vmeso——分別為樣品的總孔體積、微孔體積、介孔體積，cm3/g