[发明专利]一种碳基吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及工业烟气净化技术领域，具体涉及一种碳基吸附剂及其制备方法和应用。本发明提供的碳基吸附剂包括载体和负载在载体表面的活性组分；所述载体为碳材料；所述活性组分为金属单质，所述活性组分中金属单质包括Au、Pd和Rh中的至少一种。本发明以碳材料作为载体，利用碳材料较高的比表面积和丰富的孔隙结构，同时配以特定种类的金属单质作为活性组分，能够实现HF、HCl和As₂O₃蒸气的同时脱除，且脱除效果好。实施例的实验结果显示，在性能测试条件下，本发明提供的碳基吸附剂对HF、HCl和As₂O₃维持在100％的脱除率时长分别可达到240min、180min和150min。

技术领域

本发明涉及工业烟气净化技术领域，具体涉及一种碳基吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

我国是有色金属冶炼大国，产量占全球的40％以上，其中以铜冶炼为代表的有色金属冶炼属于典型的高污染、高能耗、资源型行业。铜冶炼以火法冶炼工艺为主，冶炼过程中产生大量含SO₂的冶炼烟气(SO₂浓度为7～30％)，经净化后用于制硫酸。但冶炼烟气中也包含以HF、HCl以及As₂O₃蒸气为代表的有毒有害气体，它们的存在会干扰成品酸的品质，影响SO₂进一步资源化利用。并且，未经处理的冶炼烟气不仅给工业生产带来了很大的经济损失，而且增加了设备投资和产品成本。因此有必要对冶炼烟气中HF、HCl和As₂O₃蒸气进行同时脱除处理。

国内外对HF、HCl和As₂O₃蒸气同时脱除技术的相关研究还比较匮乏，研究重点主要集中在HF、HCl和As₂O₃蒸气单独脱除技术上，三者由于性质的差异导致脱除方法也有差别，目前主要以湿法吸收净化为主，但净化过程中产生废液的处理依然是一个难以解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳基吸附剂及其制备方法和应用，本发明提供的碳基吸附剂能够实现HF、HCl和As₂O₃蒸气的同时脱除，且脱除效果好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种碳基吸附剂，包括载体和负载在载体表面的活性组分；所述载体为碳材料；所述活性组分为金属单质，所述活性组分中金属单质包括Au、Pd和Rh中的至少一种。

优选地，以金属单质的质量计，所述活性组分的负载量为5～10％。

优选地，所述碳材料包括煤质活性炭、生物活性炭或碳纳米管。

优选地，所述生物活性炭的制备方法，包括以下步骤：

在保护气体氛围中将生物质原料进行炭化，得到炭化物料；

在活化气体氛围中将所述炭化物料进行活化，得到生物活性炭。

本发明提供了上述技术方案所述碳基吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

将碳材料与浸渍液混合，在超声条件下进行浸渍处理，经固液分离后将所得固体物料依次进行干燥和焙烧，得到碳基吸附剂；所述浸渍液为金属盐的水溶液，所述金属盐为活性组分中金属单质对应的金属盐。

优选地，所述碳材料的粒度为40～60目。

优选地，所述浸渍液中金属盐为金属草酸盐、金属氯化盐、金属醋酸盐和金属羰基盐中的一种或几种；所述浸渍液中金属盐的质量浓度为5～60％。

优选地，所述浸渍处理的过程中，浸渍温度为25～80℃，浸渍时间为6～24h，超声频率为20～50kHz。