[发明专利]一种介孔氧化铝基吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及大气污染控制技术领域，提供了一种介孔氧化铝基吸附剂及其制备方法和应用。本发明提供的介孔氧化铝基吸附剂包括载体和负载在载体上的活性组分；所述载体为介孔氧化铝，活性组分为金属氧化物。本发明利用介孔氧化铝丰富的孔隙结构以及较好的金属氧化物分散性，得到了吸附性能优异的吸附剂，能够实现HF、HCl和As₂O₃蒸气的同时脱除，且脱除效果好。本发明采用沉淀法制备介孔氧化铝基吸附剂，进一步通过在制备过程中调控pH、添加扩孔剂、控制焙烧条件等手段有效提升吸附剂的性能；本发明提供的制备方法操作简单，原料来源广，且成本低廉，易实现工业化应用。

技术领域

本发明涉及大气污染控制技术领域，尤其涉及一种介孔氧化铝基吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

以铜冶炼为代表的有色金属冶炼行业产生的冶炼烟气中富含SO₂，SO₂是重要的硫酸化工原料，可以将其回收利用以实现经济和环保双重意义。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。与此同时，这些气体排放到大气中会对环境造成严重污染，对人体产生危害。未经处理的HF、HCl和As₂O₃蒸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，但净化过程中产生大量难以处理的废液，会造成二次污染。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种介孔氧化铝基吸附剂及其制备方法和应用。本发明提供的介孔氧化铝基吸附剂具有优异的吸附活性、吸附选择性和稳定性，可以用于HF、HCl和As₂O₃蒸汽的同时脱除净化。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种介孔氧化铝基吸附剂，包括载体和负载在载体表面的活性组分；所述载体为介孔氧化铝，所述活性组分为金属氧化物，所述活性组分中的金属元素包括Fe、Cu、Ni、Mn、Zn、Mg、Ca、Ce、La、Zr和Cr中的至少一种。

优选的，所述活性组分的负载量为1～60％；所述活性组分的负载量按照式I中的方式进行计算：

式I中：X为活性组分负载量；Ym为活性组分中金属元素的摩尔量；Ya为铝元素的摩尔量。

本发明提供了上述方案所述介孔氧化铝基吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将可溶性铝盐、可溶性金属盐、扩孔剂和水混合，得到溶液A；将沉淀剂溶于水中，得到溶液B；所述可溶性金属盐中的金属元素包括Fe、Cu、Ni、Mn、Zn、Mg、Ca、Ce、La、Zr和Cr中的至少一种；

(2)将溶液B加入溶液A中进行沉淀反应，得到沉淀物；

(3)将所述沉淀物依次进行老化、干燥和焙烧，得到介孔氧化铝基吸附剂；所述焙烧的气氛为空气。

优选的，所述可溶性铝盐包括硫酸铝、硝酸铝、醋酸铝和氯化铝中的一种或几种；所述可溶性金属盐包括金属硝酸盐、金属氯盐和金属硫酸盐中的一种或几种。

优选的，所述扩孔剂包括十二烷基苯磺酸钠、均三甲苯、三硝基甲苯、聚乙烯醇、田菁粉和聚乙二醇中的一种或几种。