納米TiO-,2-復(fù)合物光催化氧化脫除單質(zhì)汞的實驗研究.pdf

1、汞是一種具有生物沉積性的有毒重金屬，由于目前世界能源結(jié)構(gòu)對煤的強烈依賴，致使大氣中汞的排放量長期居高不下，對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成了極大危害。
　　 本文著眼于開發(fā)新型納米光催化吸附劑TiO2-活性炭(TiO2-AC)及TiO2-硅酸鋁纖維(TiO2-fiber)兩類復(fù)合物，并將其應(yīng)用于煙氣汞的排放控制研究。
　　 本研究采用溶膠凝膠法以活性炭和硅酸鋁纖維布為載體通過不同溶膠配比及不同溫度熱處理合成多種復(fù)合物。使用X 射

2、線衍射儀（XRD）等手段對其進(jìn)行表征；針對模擬含汞煙氣，在波長為253.7nm的紫外光（UV）照射下使用復(fù)合物進(jìn)行多種工況下的光催化脫汞試驗，驗證光催化脫汞性能；并對脫汞后的吸附劑進(jìn)行汞形態(tài)測試，考察催化反應(yīng)對汞的形態(tài)影響。最后結(jié)合反應(yīng)機理及動力學(xué)方程對試驗結(jié)果進(jìn)行模擬。
　　 表征結(jié)果證明，使用溶膠凝膠法成功將納米TiO2 微粒負(fù)載于載體表面，粒徑可控制在10～30nm；500℃熱處理的復(fù)合物中TiO2以銳鈦礦形式存在，銳鈦礦

3、向金紅石的轉(zhuǎn)變溫度在500～700℃之間。
　　 光催化脫汞試驗表明，銳鈦礦相復(fù)合物具有較強的催化活性；纖維基復(fù)合物與活性炭基的脫汞性能相當(dāng)，均達(dá)86%，但纖維更適于作為TiO2的載體；溶膠醇酸比為2/1時，復(fù)合物催化活性最強，脫除率達(dá)到95%。模擬煙氣中5%的O2濃度可完全滿足汞的催化脫除反應(yīng)，增加O2量不會影響脫汞；在1.3～2.5%內(nèi)水蒸汽含量的增多對脫汞首先表現(xiàn)出促進(jìn)作用，在2.0%處達(dá)到最佳脫汞性能，繼續(xù)增加對脫汞無明

4、顯影響；
　　 在2.0～3.3 mW/cm2內(nèi)，脫汞率隨著UV強度的增強而升高，而在3.3～4.8mW/cm2內(nèi)催化脫汞率不隨UV的變化而變化；控制反應(yīng)溫度，30～70℃內(nèi)，脫汞率隨溫度的升高無明顯變化，而在70～100℃內(nèi)溫度的升高會明顯抑制光催化脫汞。
　　 汞形態(tài)測試驗證了催化脫汞試驗的結(jié)果，脫汞后催化劑中HgO的比例均在83%以上，直觀證明了汞的氧化；5%的O2濃度對該條件下的催化反應(yīng)已足量，其濃度的升高對氧化