[发明专利]锰氧化物-淀粉改性膨润土烟气脱汞吸附剂及其制备方法

说明书

本发明属于烟气净化领域，并具体公开了一种锰氧化物‑淀粉改性膨润土烟气脱汞吸附剂及其制备方法。该方法的具体步骤为：将淀粉与乙酸溶液混合后加入膨润土，置于水浴锅中搅拌浸渍后烘干，获得淀粉‑膨润土混合物；然后将淀粉‑膨润土混合物加入去离子水与无水乙醇的混合液中并加入高锰酸钾，静置后抽滤并烘干，从而制得锰氧化物‑淀粉改性膨润土烟气脱汞吸附剂。本发明采用淀粉对膨润土进行插层改性，通过增加膨润土的表面活性提升其负载能力，从而提高了吸附剂的吸附性能；加入高锰酸钾将淀粉氧化为羧基等有机活性官能团的同时自身被还原成MnO_X，从而增加了吸附剂的脱汞活性位点。

技术领域

本发明属于烟气净化领域，更具体地，涉及一种锰氧化物-淀粉改性膨润土烟气脱汞吸附剂及其制备方法。

背景技术

燃煤电厂排放的汞是人为活动排放到大气中汞的主要来源，释放到大气中的汞进入生物圈后会在人体内富集，严重危害人体健康。目前主要使用催化剂或者吸附剂对烟气中的汞进行脱除。

其中活性炭及改性活性炭的吸附效果好但是成本较高，并且碳基吸附剂混入飞灰中会增加飞灰的含碳量，降低飞灰品质。而天然矿物广泛存在于大自然中，成本较低但吸附性能较差，因此需要对其进行改性从而制得脱汞吸附剂。其中，过渡金属氧化物是有效的汞脱除材料，因此利用过渡金属对天然矿物进行改性，可以提升天然矿物的脱汞性能。

现有技术中对于采用过渡金属对天然矿物进行改性制备脱汞催化剂或吸附剂的方法进行了研究，例如CN201210201679.1公开了一种用于烟气中单质汞氧化凹凸棒土载体催化剂及其制备方法，该发明首先通过离子交换法制得作为吸附剂载体的凹凸棒土，然后采用溶胶-凝胶法掺杂金属氧化物制得脱汞催化剂；CN201410229938.0公开了一种用于烟气中单质汞脱除的凹凸棒土基催化剂，该发明采用锰盐和钼盐负载改性凹凸棒土获得MnO_x/凹凸棒土复合材料。但是，上述方法制备的催化剂都只经过简单的掺杂处理，凹凸棒土晶束解离不充分，造成催化剂活性位点较少并且吸附性能较差，因而制备的催化剂脱汞效率偏低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种锰氧化物-淀粉改性膨润土烟气脱汞吸附剂及其制备方法，其中通过淀粉的插层改性提升了膨润土的表面活性，并通过负载MnO_x获得具有较好吸附性能的脱汞吸附剂，相应的可有效解决天然矿石作为载体表面活性较差的问题，同时还具备较好的脱汞性能，因而尤其适用于烟气脱汞的应用场合。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种锰氧化物-淀粉改性膨润土烟气脱汞吸附剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

(a)将淀粉与乙酸溶液充分混合后加入膨润土，在水浴加热的条件下充分搅拌后烘干，通过淀粉插层改性获得淀粉-膨润土混合物；

(b)将所述淀粉-膨润土混合物加入去离子水与无水乙醇的混合液中，然后加入高锰酸钾充分搅拌，静置后抽滤并将得到的固体烘干，从而制得表面吸附有MnO_x和羧基的锰氧化物-淀粉改性膨润土烟气脱汞吸附剂。

作为进一步优选地，所述步骤(a)中乙酸溶液的浓度优选为5％～10％。

作为进一步优选地，所述步骤(a)中淀粉与膨润土优选以1：10～1：100的质量比混合。

作为进一步优选地，所述步骤(a)中乙酸溶液的体积与膨润土的质量比优选为2：1～5：1。

作为进一步优选地，所述步骤(a)中水浴加热的温度优选为40℃～60℃，搅拌时间优选为5h～10h。

作为进一步优选地，所述步骤(b)中高锰酸钾与淀粉-膨润土混合物优选以1：4～1：20的质量比混合。

作为进一步优选地，所述步骤(b)中静置时间优选为12h～24h。