納米鋅基脫硫劑室溫脫硫性能及機(jī)理研究.pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，室溫、常壓下，硫系惡臭化合物對(duì)人類身心健康、動(dòng)植物的生長(zhǎng)及公共設(shè)施的破壞逐年上升，因此室溫脫硫技術(shù)和工藝的研究具有重要的實(shí)際意義。室溫脫硫劑硫容低、再生能力差一直是困擾環(huán)保工作者的兩大難題。本文基于納米材料具有高的比表面和晶格缺陷等結(jié)構(gòu)特性，將納米材料應(yīng)用于室溫脫硫，去除硫系惡臭化合物中污染危害較大的H2S、CH3SH及其混合氣。對(duì)脫硫劑的制備、脫硫性能的評(píng)價(jià)、影響脫硫性能的因素、脫硫機(jī)理及脫硫反應(yīng)前

2、后脫硫劑的結(jié)構(gòu)、組成與脫硫性能的關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　本文采用均勻沉淀法制備了納米ZnO、納米CuO和納米CuO/ZnO，利用XRD、TEM、XPS等方法測(cè)試分析了制備條件對(duì)納米材料粒徑、形貌及組成的影響。用機(jī)械研磨法制備了納米ZnO-納米CuO。在固定管式連續(xù)反應(yīng)裝置上對(duì)脫硫劑納米ZnO、納米ZnO-納米CuO和納米CuO/ZnO的脫硫性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)；考察了脫硫劑的粒徑、反應(yīng)溫度、空速、氧分壓和摻銅量對(duì)脫硫性能的影響。結(jié)果表

3、明，納米材料提高了室溫脫硫性能。納米ZnO對(duì)H2S和CH3SH脫除性能遠(yuǎn)大于分析純ZnO，且粒徑越小，脫硫性能越高；混合氣中對(duì)H2S的去除性能大于CH3SH；摻入適量的銅減小了納米ZnO粒徑，提高了室溫脫硫性能，且納米CuO/ZnO脫硫性能并非是納米ZnO和納米CuO的簡(jiǎn)單加和。納米ZnO和氧的存在加快了H2S的氧化速度，并可將H2S選擇性地氧化為單質(zhì)S，有利硫的回收利用，避免了二次污染，同時(shí)為脫硫劑的再生提供了有利的條件。無(wú)論反應(yīng)體系

4、中有無(wú)氧存在，室溫脫硫尾氣中未檢測(cè)到SO2。
　　測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)納米ZnO室溫脫除H2S具有多硫化鋅產(chǎn)生。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、脫硫產(chǎn)物的性質(zhì)，利用XRD、XPS和化學(xué)分析等方法對(duì)不同粒徑的納米ZnO室溫脫硫產(chǎn)物的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。發(fā)現(xiàn)納米ZnO的粒徑越小，氧空位越多，室溫?zé)o氧條件下，脫除H2S產(chǎn)物的顏色越深，越易被空氣氧化、產(chǎn)物含硫量越高，其性質(zhì)與多硫化物的性質(zhì)越相似，說(shuō)明生成了多硫化鋅。隨納米ZnO粒徑的增大，氧空位的減少，產(chǎn)物中不

5、同氧化態(tài)的硫物種增多，較高結(jié)合能的硫物種含量相對(duì)增大，硫取代晶格氧的趨勢(shì)增大。
　　考察了樣品的量、吸收液中H2O2的含量、指示劑的滴加量對(duì)燃燒-酸堿滴定法測(cè)定硫容的影響，測(cè)定了不同反應(yīng)條件下，脫硫劑納米ZnO、納米ZnO-納米CuO和納米CuO/ZnO的硫容。
　　采用質(zhì)譜檢測(cè)的程序升溫脫附法（MS-TPD）對(duì)脫硫劑納米ZnO脫除H2S和CH3SH、納米CuO/ZnO脫除H2S的產(chǎn)物進(jìn)行了在線分析，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和對(duì)脫硫反應(yīng)