摘要:零价汞(Hg0)和含氯挥发性有机化合物(CVOCs)因具有高毒性、高迁移转化等特性,易在大气中形成多种二次污染物,严重危害人类及环境健康,已引起全球范围内的广泛关注。作为重要的污染来源,工业烟气中Hg0和CVOCs的控制是研究的热点及难点,... 展开+
摘要:零价汞(Hg0)和含氯挥发性有机化合物(CVOCs)因具有高毒性、高迁移转化等特性,易在大气中形成多种二次污染物,严重危害人类及环境健康,已引起全球范围内的广泛关注。作为重要的污染来源,工业烟气中Hg0和CVOCs的控制是研究的热点及难点,目前还鲜有报道CVOCs对吸附剂低温吸附Hg0影响的研究。探究了不同常见吸附剂对Hg0的低温吸附性能,并以氯苯为例,考察CVOCs对Hg0吸附性能的影响。通过制备活性炭及其改性材料、硫化物、金属氧化物3类材料,探讨了不同吸附材料在80~120℃低温下对Hg0的吸附活性及反应机理。研究结果表明,Hg0吸附活性从高到低排序分别为CuS/AC>CuS>Mn2O3>AC>HCl/AC。BET分析结果显示,不同吸附剂的比表面积和孔径类型与Hg0吸附性能间没有直接关 系;而XPS结果进一步证明,CuS及Mn2O3中的氧化性物种(如Cu2+、S_n2-、Mn3+)为主要活性位点,可实现Hg0的化学吸附。加入氯苯后,CuS/AC、AC吸附能力不变,其他3种材料均有受到抑制,其中Mn2O3吸附效率下降超过50%。Hg0-TPD结果表明,在纯Hg0吸附时,CuS/AC、CuS中汞的主要存在形态为HgS;Mn2O3中汞的主要存在形态为HgO,但也存在物理吸附的Hg0;AC仅对Hg0进行物理吸附;HCl/AC中同时存在HgCl2和物理吸附的Hg0。加入氯苯后,CuS中汞的主要存在形态仍为HgS,而CuS/AC除了HgS还出现了Hg0,Mn2O3中出现了HgCl2的吸附组分。动力学分析结果表明,不同吸附材料对Hg0的吸附过程均符合准一级动力学模型(R2>0.99),说明其主要受外扩散主导;而氯苯的共存促进了HCl/AC和Mn2O3对Hg0的化学吸附。此外,根据模型拟合结果,AC、HCl/AC、CuS、Mn2O3在氯苯共存时的Hg0吸附容量分别从842.5、573.4、55 505.6、3 352.6μg/g降低至730.3、181.7、5 504.1、434.0μg/g。通过探索CVOCs对Hg0吸附的影响,对后续研究Hg0和CVOCs低温共吸附方法具有一定的借鉴意义。 收起-
作者:
- 洪钦源1
- 蔡香玲1
- 高冠群1
- 徐浩淼1
- 瞿赞1,2,*
- 晏乃强1,2
作者简介
第一作者:洪钦源(1994—),男,福建泉州人,博士后,主要研究方向为工业烟气、油气重金属污染控制与资源化。E-mail:hqy3191@sjtu.edu.cn
通讯作者:瞿赞(1977—),男,湖南岳阳人,研究员,主要研究方向为烟气汞及其它污染物的协同控制技术。E-mail:quzan@sjtu.edu.cn
单位
- 1.上海交通大学 环境科学与工程学院
- 2.上海污染控制与生态安全研究院
关键字
- 低温吸附
- 零价汞
- CVOCs
- 氯苯
- 吸附剂
- 工业烟气
基金项目
国家自然科学基金重点资助项目(22436004); 上海市“科技创新行动计划”自然科学基金资助项目(24ZR1431900)
引用格式