摘要：高炉煤气中硫化氢（H2S）的脱除对实现钢铁行业超低排放具有重要意义。高炉煤气经余压透平发电装置（Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit,TRT）后，温度多在50～80℃之间，宜选用低温下活性较高的针铁矿（α-FeOOH）作为高炉煤气水解后气体中H2S的吸附剂。采用共沉淀结晶法将不同摩尔比的（1%、5%、11%）Zn2+掺杂到α-FeOOH中，在模拟的高炉煤气气氛中，利用固定床-气相色谱联用平台测试其对H2S的吸附容量，α-FeOOH硫容提升至292.2 mg/g，硫容提高了137%。采用BET、EPR、XPS等分析手段对吸附剂的理化性质进行表征，分析结果表明，Zn/FeOOH样品的比表面积提升近60%。比表面积的增加意味着更多的反应界面可用于H2S的吸附位点和转化，为H2S提供更多的吸附位点，这是提高硫容量吸附能力的关键因素之一。此外，孔容积提升约116%，孔容积的增加可以缓解反应产物带来的孔道堵塞效应。在g=2.002的位置，Zn/FeOOH系列样品均出现了氧空位的特征峰，Zn/FeOOH-11样品表现出最高的氧空位信号强度，表明掺杂Zn后材料中的氧空位显著增加。当Zn2+被引入α-FeOOH晶格时，由于Zn2+和Fe3+的离子半径和电荷不完全匹配，其替代Fe3+会在晶格中引入局部应力和畸变，有助于氧原子从晶格中逸出，形成氧空位。氧空位能为H2S的吸附和活化提供活性位点，增强材料的催化活性。Zn掺杂α-FeOOH中单羟基比例增加了10%，达到36%。单羟基是提高硫容量的关键成分，作为活性较高的基团能够与H2S形成氢键，从而增强其在材料表面的吸附。通过原位红外光谱分析，表明Zn不仅作为催化剂的一部分，还直接参与与H2S的反应，形成ZnS,Zn掺杂不仅改善了α-FeOOH的催化性能，还影响了硫产物的种类。结构和表面性能的改变，显著提升了Zn/FeOOH材料对H2S的吸附和转化能力，为吸附剂性能优化及高炉煤气净化技术应用提供了参考。  收起-