[發明專利]一種用于吸附燃煤煙氣中汞的高嶺土基多孔材料的制備方法

在審

• 申請號: 202110612917.7
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113171747A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 葉澤浦;孟獻梁;趙劍橋;褚睿智;朱竹軍;吳國光;宋上;李曉;馮林;孔卉茹
• 申請（專利權）人: 山西格盟中美清潔能源研發中心有限公司;中國礦業大學
• 主分類號: B01J20/12
• 分類號: B01J20/12;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 錢超

本申請公開了一種用于吸附燃煤煙氣中汞的高嶺土基多孔材料的制備方法，第一步：將高嶺土粉末在700?800℃下活化2h；第二步：將活化后的高嶺土加入已經配制好的pH4?5鐵鹽溶液中，浸漬6h，水洗浸漬后的鐵系高嶺土基多孔材料；第三步：將浸漬后的鐵系高嶺土基多孔材料、120mL去離子水與60 mL無水乙醇超聲1h，添加氧化石墨烯到混合液中超聲2h；第四步：將混合液倒入聚四氟乙烯內襯，置于高壓反應釜中180℃保溫10h；第五步：用離心機固液分離，固體放入110℃烘箱干燥2h，將干燥后的固體研磨成粉即得。本發明材料可以高效去除燃煤電廠煙氣中的汞污染，原料易得，成本低，附加值高，經濟與環境綜合效益顯著。

技術領域

本發明屬于重金屬污染防治技術領域，尤其涉及一種用于吸附燃煤煙氣中汞的高嶺土基多孔材料的制備方法。

背景技術

汞，俗稱水銀，第六周期，第ⅡB族元素，在常溫常壓下以液態形式存在的具有銀白色金屬光澤的金屬元素。汞主要以Hg⁰、Hg⁺和Hg²⁺價態存在于自然界中。由于Hg⁰價態最低，在環境中相對比較穩定，因此Hg⁰在環境中存在持久性，高毒性和影響范圍大等特性，使其成為全球廣泛關注的環境污染物之一。

我國環境汞污染的形勢較為嚴峻，如吉林松花江流域、貴州萬山地區等都曾受到過嚴重的汞污染，給周圍人群帶來了嚴重危害，并在經過多年的環境治理后，污染尚未完全消除，對人群健康的影響也依然存在。急性吸入高濃度可引起呼吸窘迫，包括呼吸困難。慢性暴露可引起中樞神經系統(CNS）損害癥狀，包括震顫、錯覺、記憶喪失和神經認知障礙等。許多與輕微中毒有關的癥狀和體征最終會在接觸結束后消失，但嚴重的暴露可能會對大腦功能產生持久的影響。此外，長期接觸也可能對腎臟造成影響。

煤炭燃燒包括工業、燃煤電廠和民用等方面，是我國最大的大氣汞人為排放源，2010年的汞排放量達到253.8t，占總排放量的47.2%，其中以工業燃煤和燃煤電廠排放的貢獻最大，分別占中國燃煤部門的47%和39%。

目前，各國研究人員在氣相汞的吸附方面所做工作得出了不少有益結論，取得了一定進展。值得注意的是，大部分報到所關注的的吸附劑種類較為單一，研究重點為各類礦物質、碳基吸附材料在煤燃燒條件下對于汞的吸附效果，這在一定程度上制約了高效汞吸附劑的開發。同時值得關注的是，鐵基吸附材料因其具有吸附活性強、廉價易得以及便于分離回收等優點已受到廣泛關注，是應用最為廣泛的脫硫劑，并且其較好的除汞效果也在模擬煙氣條件下的實驗室研究中得以證實。

發明內容

解決的技術問題：

針對現有技術的不足，本申請提供了一種用于吸附燃煤煙氣中汞的高嶺土基多孔材料的制備方法，解決了目前存在的吸附劑種類較為單一、高效汞吸附劑的開發不足等難題，所述高嶺土基多孔材料吸附劑對去除汞具有高效、高容量、高選擇性、高吸附率、高機械強度、低成本的特點。

技術方案：

為實現上述目的，本申請通過以下技術方案予以實現：

一種用于吸附燃煤煙氣中汞的高嶺土基多孔材料的制備方法，包括如下步驟：

第一步，活化高嶺土：取50g高嶺土粉末放入馬弗爐中，在700-800℃下高溫活化2h；

第二步，浸漬：將活化后的高嶺土加入已經配制好的pH為4-5鐵鹽溶液中，浸漬4-6h，水洗浸漬后的鐵系高嶺土基多孔材料（Fe-Kaolin）；

第三步，混合：浸漬后的鐵系高嶺土基多孔材料、120mL去離子水與60 mL無水乙醇超聲1h混合均勻，隨后添加氧化石墨烯（GO）到混合液中并繼續超聲混合2h；

第四步，水熱合成：將混合液倒入聚四氟乙烯內襯，置于高壓反應釜中，160-180℃保溫10h；