[發明專利]一種用巰基棉檢測吸附劑吸附效果的方法

有效

• 申請號: 201310026332.2
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN103115874A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 馬麗萍;毛宇;陳建濤;張杭;戴取秀;謝龍貴;資澤城
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用巰基棉檢測吸附劑吸附效果的方法，主要針對垃圾焚燒煙氣中重金屬（汞、鉛、鎘）的吸附實驗進行后續分析，進而對煙氣吸附實驗中各種吸附劑的效果進行評價，并且可以有效地控制二次污染，屬于大氣污染控制領域。

背景技術

城市生活垃圾中有很多種有毒重金屬，如汞、鎘、鉛、鋅、銅、鎳、鉻等，其中，每噸垃圾中鎘的含量高達10～40g。垃圾中的重金屬在焚燒過程中會部分揮發或者全部揮發氣化，然后隨著高溫煙氣的冷卻發生冷凝作用。根據揮發---冷凝的機理，揮發性較高的汞、鎘和鉛等少數重金屬會富集在亞微米顆粒上，而現有的除塵裝置只能截獲煙塵中較大的飛灰顆粒，粒徑為0.01-10μm的微粒很難被普通除塵裝置捕獲，將會被排入大氣中，形成氣溶膠，不易沉降，最終給環境造成很大的危害。因此，國內外對焚燒煙氣中重金屬污染物的排放量都會進行控制（見表1）。隨著日益嚴格的垃圾焚燒煙氣排放標準，研究垃圾焚燒煙氣中重金屬的控制技術有著重要的現實意義。

表1：國內外生活垃圾焚燒過程中重金屬污染物的排放濃度限值(mg/m³)

目前去除垃圾煙氣中重金屬的其中一種方法是吸附法，利用過渡金屬負載在天然礦石上制成吸附劑，該方法成本低，效果好，且不會產生二次污染，應用前景非常廣泛。但是如何評價一種吸附劑吸附效果的好壞，進而篩選出優質的吸附劑又稱為困擾研究者的棘手問題。普遍采用的方法有兩種如下：

（1）直接對吸附完重金屬的吸附劑進行表征（例如XRD，SEM-EDS），可以檢測出吸附的重金屬含量，進而評價吸附劑的吸附效果。

（2）采用配制的吸收液，分別對通過吸附劑和未通過吸附劑的含重金屬的垃圾煙氣進行吸收，然后用原子熒光光譜儀和原子吸附光譜儀檢測出吸收液中重金屬的含量，一般吸收汞采用的吸收液是飽和鹽酸-氯化鈉溶液，吸收鉛的吸收液是硝酸-過氧化氫溶液，吸收鎘的是氫氟酸-硝酸溶液。

第一種方法檢測效果很好，準確，直接，但是成本太高，不適合用于篩選吸附劑。第二種方法效果不是很好，且配置吸收液比較麻煩，不同重金屬采用的吸收液也不同。

所以尋找一種能很好的檢測吸收劑吸附效果且簡單易行的方法非常需要。

傳統制備巰基棉采用的試劑是硫代乙醇酸，乙酸酐，乙酸，濃硫酸和去離子水，硫代乙醇酸和脫脂棉的反應是脂化反應，而配方中的乙酸酐和乙酸均能與脫脂棉發生脂化反應，與硫代乙醇酸形成競爭，由此降低巰基棉的巰基含量并破壞棉纖維的機械性能。且乙酸酐與水反應生成乙酸，放出大量的熱，使反應體系的溫度迅速升高，不利于實驗控制，反應體系的酸度明顯變高，增加了后期洗滌的用水量和時間。發明申請CN1546778A公開了一種制備巰基棉的方法，其特征在于采用了硫代乙醇酸、四氫呋喃、濃硫酸作為反應試劑，各種試劑的體積比為：硫代乙醇酸：四氫呋喃：濃硫酸=1:1:0.002。用四氫呋喃代替了乙酸酐和乙酸，有效的解決了傳統方法存在的一部分問題。但是也不夠完美，本發明采用了2-甲基-四氫呋喃（2-MeTHF）代替四氫呋喃（THF），氫硫酸代替濃硫酸，2-MeTHF的沸點比THF更高，揮發損失少，回收只需要通過簡單的精餾操作就可以，相對于THF和其他試劑的混合液，唯一的方法是焚燒。目前2-MeTHF價格雖略高于THF，但THF因沸點低，水溶性極好，損耗大，回收率低且回收成本高，三廢處理費用高，所以使用2-MeTHF的綜合成本比使用THF低。由于2-MeTHF沸點比較高，容易冷凝回收，揮發損失少，所以大氣污染也小，且在水中溶解度有限，通過共沸精餾后回收率高，進入廢水中的2-MeTHF含量低，容易處理，環境影響小。符合綠色化學的概念。硫酸是氧化性強酸，對巰基棉纖維有明顯的破壞性，本發明采用的是酸性相對比較弱的氫硫酸，這樣對巰基棉纖維的破壞性明顯降低，巰基棉纖維的強度更高，纖維不易斷裂，為洗脫、再生、多次使用提供了保障。

發明內容

本發明公開了一種用巰基棉檢測吸附劑吸附效果的方法，目的在于針對垃圾焚燒煙氣中重金屬（汞、鉛、鎘）的吸附實驗的效果進行后續分析，進而對煙氣吸附實驗中各種吸附劑的效果進行評價。

本發明中的方法按以下步驟實施：