[发明专利]一种硫化铜脱汞剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫化铜脱汞剂的制备方法，属于脱汞剂制备技术领域。

背景技术

汞，具有剧毒性、易挥发性、持久性和生物体内沉积性，在工业生产中，煤、石油和天然气的加工过程中都会排放含有汞的废气，所以汞已成为继二氧化硫和氮氧化物之后最受关注的大气有毒污染物。汞对生物体及环境造成很大的危害，这是因为废气中的大量汞通过沉降进入水体后，生物体吸收水体中的汞并在体内反应形成剧毒的甲基汞，甲基汞会与酶的巯基结合形成硫醇盐，导致酶的活性受到抑制，破坏了生物细胞的基本代谢功能；另外，甲基汞还能使细胞的通透性发生变化，破坏细胞内的离子平衡，抑制营养物质进入细胞，导致细胞环死。因此，汞被植物吸收后会导致植物叶片脱落、枯萎，汞在动物体内达到一定量后会导致动物中毒死亡，最为严重的是人类作为食物链的最后一级，其他生物体内的汞在经过富集后会循环进入人体，对人类造成极大的危害。据统计，全球每年大气汞排放量在2000-3400t，因此治理重金属汞已成为当前刻不容缓要解决的问题。

以往，常用的脱汞剂包括活性炭、钙剂吸附剂和沸石材料，其中，活性炭吸附剂利用率低、成本高，钙剂吸附剂和沸石材料吸附剂利用物理吸附作用实现对汞的脱除，那么接触面积、接触效率等因素直接影响了钙剂吸附剂和沸石材料吸附剂的脱汞效率，而近年来金属硫化物尤其是硫化铜的出现，由于其通过价键作用与汞结合实现脱汞，脱汞效率高，因此在脱汞领域逐渐取代了以往常用的脱汞剂。

硫化铜脱汞剂的制备方法很多，包括热合成法和复分解法等。如中国专利文献CN102515559A公开了一种硫化铜薄膜的制备方法，将玻璃基板依次浸泡在稀盐酸、浓硫酸、双氧水-去离子水混合溶液中进行活化处理，将乙酸铜加入到乙醇中，再加入稳定剂三乙醇胺制成溶胶A，将活化后的玻璃基板浸入溶胶A中，采用匀速提拉法对其进行镀膜，将镀膜后的玻璃基板进行干燥；将硫代乙酰胺或硫脲加入去离子水中得溶液D，将溶液D转入微波水热反应釜中，将干燥后的玻璃基板垂直放入反应釜中，密封后将其放入温压双控微波水热反应仪中，选择温控模式进行反应，反应结束后洗涤干净、真空干燥得到硫化铜薄膜。

上述技术可得到硫化铜薄膜，但所得的硫化铜产物中混有硫化亚铜物质，降低了硫化铜的产率。

而且，上述技术需要事先将溶胶A负载于玻璃基板上，待需要时才会与硫脲溶液混合于高温高压下进行微波水热合成反应，工艺步骤复杂；其原因一是溶胶A和硫脲溶液于常温下混合会产生少量杂质沉淀，因此无法在反应前事先混合；原因二是上述技术的原料体系需要高温高压的强烈条件才能反应生成硫化铜，对于反应条件的要求较为苛刻。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术制备的硫化铜产物中混有硫化亚铜，降低了硫化铜的产率；进而提出一种硫化铜产率高的硫化铜脱汞剂的制备方法。

本发明同时所要解决的另一技术问题是现有技术的溶胶A与硫脲溶液无法在反应前事先混合，而且现有技术原料体系需要高温高压的反应条件，使得现有的工艺步骤复杂、反应条件苛刻，进而提出一种步骤简单、无需高温高压反应条件的硫化铜脱汞剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种硫化铜脱汞剂的制备方法，包括如下步骤，

(1)将可溶性铜盐溶液与乙二胺溶液混合均匀后，再加入氨水混合，得到预混溶液，所加入的铜盐、乙二胺和氨的摩尔比为1：(1-2.5)：(1-10)；

(2)向所述预混溶液中加入硫脲溶液混合均匀，得到浸渍液；

(3)将载体浸入所述浸渍液中，沥干后于60-95℃活化1-5h，再干燥即可。以摩尔量计，所加入硫脲的量为铜盐的1-2倍。

浸渍温度为0-30℃。

浸渍时间为0.5-3h。

干燥温度为105-120℃，干燥时间为1-5h。

所述可溶性铜盐溶液的摩尔浓度为0.2-0.6mol/L。

所述硫脲溶液的摩尔浓度为0.2-1.2mol/L。

所述乙二胺溶液的摩尔浓度为0.2-1.5mol/L。

所述可溶性铜盐为硝酸铜、氯化铜和醋酸铜中的一种或几种的混合；所述载体为氧化铝、活性炭和分子筛中的一种或几种的混合。

沥干时间不多于1h。

本发明与现有技术方案相比具有以下有益效果：