[发明专利]一种改性碳基吸附剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种改性碳基吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：碳基吸附剂的制备：将尿素置于加盖坩埚中并放入马弗炉内煅烧，然后自然冷却至室温，得到氮化碳粉末；步骤2：碳基吸附剂的改性：将二水氯化铜溶解在去离子水中得到氯化铜溶液，将步骤1制备的氮化碳加入到氯化铜溶液中，混合均匀，将所得悬浮液移至干燥箱中烘干，然后将所得固体研磨，所得产物即为改性碳基吸附剂。本发明提供了一种在常温常压下通过等体积浸渍法制备改性碳基吸附剂的方法，使用二水氯化铜、尿素作为反应物，反应溶剂为去离子水，制备得到具有比表面积大，稳定性好，吸附力强的新型吸附剂。

技术领域

本发明涉及环境污染治理领域，具体涉及一种改性碳基吸附剂及其制备方法与应用。

背景技术

汞作为一种金属元素，不仅在环境中分布广泛，而且在诸多行业具有很广泛的用途。因此汞在地球上的各个生态系统中广泛存在，且其流动和转移的范围也具有全球性，而汞在生态系统中多易形成甲基汞，富集于水生生物中，并通过食物链富集和转移，最终对人类健康造成巨大的危害。

按汞的来源划分，可以分为天然排放源和人为排放源。作为人为汞排放源中占汞排放比例最大的燃煤电厂，对汞排放的要求必须提高。汞在烟气中有三种形态：颗粒汞，二价汞和气态单质汞。二价汞由于易溶于水，可以在湿法脱硫装置中被捕获，颗粒汞可以通过静电除尘器或布袋除尘器等除尘装置得到去除，但气态单质汞由于难溶于水且挥发性强，难以被有效脱出。

目前脱除气态单质汞最常用的技术为烟道活性炭喷射技术，但活性炭喷射技术存在着经济性较差，汞容量低等缺点，限制了它的进一步商业应用，因而开发一种经济高效的吸附剂成为当务之急。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性碳基吸附剂及其制备方法与在单质汞脱除方面的应用，以克服上述现存技术存在的缺陷。

为了达到上述目的，本发明提供了一种改性碳基吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：碳基吸附剂的制备：将尿素置于加盖坩埚中并放入马弗炉内煅烧，然后自然冷却至室温，得到氮化碳粉末；

步骤2：碳基吸附剂的改性：将二水氯化铜溶解在去离子水中得到氯化铜溶液，将步骤1制备的氮化碳加入到氯化铜溶液中，混合均匀，将所得悬浮液移至干燥箱中烘干，然后将所得固体研磨，所得产物即为改性碳基吸附剂。

优选地，所述步骤1中尿素在马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至550℃后，煅烧2h。

优选地，所述步骤2中氯化铜溶液中氯化铜的浓度为0.0011～0.0062g/mL。

优选地，所述步骤2中二水氯化铜与氮化碳的质量比为0.005～0.027：0.4。

优选地，所述步骤2中烘干温度为70℃，烘干时间为20～24h。

本发明还提供了上述方法制备的改性碳基吸附剂。

本发明还提供了上述方法制备的改性碳基吸附剂在烟气脱汞吸附剂中的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供了一种在常温常压下通过等体积浸渍法制备改性碳基吸附剂的方法，使用二水氯化铜、尿素作为反应物，反应溶剂为去离子水，制备得到具有比表面积大，稳定性好，吸附力强的新型吸附剂。

本发明所制备的吸附剂通过将吸附剂放置于燃煤电厂尾部烟道中能够有效脱除烟气中的单质汞，在120℃条件下脱汞效率可以达到97％，效率明显高于传统的活性炭吸附剂。

附图说明

图1为本发明中实施例1、实施例2和实施例3的脱汞效率图；

图2为本发明中实施例1、实施例2和实施例3的XRD图。