蛭石改性方式對(duì)Hg0吸附影響研究.pdf

1、我國(guó)是世界上汞排放量最多的國(guó)家之一，而煤炭的燃燒是大氣汞污染的主要來(lái)源。單質(zhì)汞作為一種劇毒物質(zhì)，因具有揮發(fā)性、持久性和生物積累性，被認(rèn)為是全球性的污染物，近年來(lái)受到極大的關(guān)注。本文在介紹國(guó)內(nèi)外單質(zhì)汞吸附控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，選取價(jià)格低廉、資源豐富的蛭石作為單質(zhì)汞吸附控制技術(shù)的研究材料，通過(guò)對(duì)蛭石進(jìn)行一系列的改性處理，并在密閉容器內(nèi)對(duì)飽和汞蒸氣進(jìn)行靜態(tài)吸附，探究蛭石改性方式對(duì)單質(zhì)汞吸附量的影響。
　　首先對(duì)蛭石進(jìn)行膨脹改性，采用微波、煅

2、燒、雙氧水和雙氧水/微波復(fù)合處理四種簡(jiǎn)單高效的膨脹方式對(duì)蛭石進(jìn)行膨脹改性。在本課題組原有研究基礎(chǔ)上優(yōu)化，確定最優(yōu)的膨脹條件：微波功率為高火，處理時(shí)間為1 min；馬弗爐煅燒溫度為1000℃，煅燒時(shí)間為1 min；雙氧水質(zhì)量濃度為20％，浸泡溫度60℃，浸泡時(shí)間3 h；微波/雙氧水復(fù)合處理中雙氧水質(zhì)量濃度20%，微波功率為高火，處理時(shí)間為3 min。這四種膨脹蛭石對(duì)單質(zhì)汞的吸附結(jié)果表明，膨脹改性處理有利于蛭石對(duì)單質(zhì)汞的吸附，尤其是微波膨脹

3、蛭石對(duì)單質(zhì)汞的吸附量最大，達(dá)到12 mg/g左右，且在相同實(shí)驗(yàn)條件下比粉末活性炭提高了22%。BET、TEM、SEM、XRD等表征分析表明，四種膨脹改性方式并未破壞蛭石結(jié)構(gòu)，且隨著蛭石層間距離的增大，膨脹蛭石對(duì)單質(zhì)汞的吸附性能也逐漸提高。
　　為進(jìn)一步提高蛭石對(duì)單質(zhì)汞的吸附量，使蛭石變成有許多孔洞的骨架，本文在微波膨脹蛭石的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行酸改性。首先根據(jù)吸附實(shí)驗(yàn)效果從鹽酸、硫酸、硝酸三種酸改性劑中篩選出較為合適的鹽酸溶液作為酸改性

4、劑。根據(jù)對(duì)單質(zhì)汞的吸附效果，分別用單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了鹽酸改性蛭石的最佳制備條件：鹽酸濃度為2 mol/L，鹽酸溶液與膨脹蛭石的固液比1 g/25 mL，鹽酸改性溫度為70℃，靜置時(shí)間為2 h。在此實(shí)驗(yàn)條件下，鹽酸改性蛭石對(duì)單質(zhì)汞的吸附量能達(dá)到30.74 mg/g，相比微波膨脹蛭石，吸附量顯著提高。BET、XRF、XRD等表征分析顯示，鹽酸溶液并沒有破壞蛭石的結(jié)構(gòu)，只是溶蝕出蛭石層間的部分有機(jī)及無(wú)機(jī)雜質(zhì)，形成孔隙比較發(fā)達(dá)、比表面積

5、較大的吸附材料，這些特征都有利于其對(duì)單質(zhì)汞的吸附。
　　文章還選取FeCl3、CuCl2、ZnCl2、NH4Cl和NaCl五種氯化物無(wú)機(jī)改性劑以及鋅粉、硫粉改性劑對(duì)鹽酸改性蛭石進(jìn)行進(jìn)一步改性處理以提高蛭石的脫汞能力。對(duì)單質(zhì)汞的吸附結(jié)果顯示：在5種氯化物無(wú)機(jī)改性劑中，F(xiàn)eCl3改性蛭石對(duì)單質(zhì)汞的吸附效果較好，當(dāng)FeCl3負(fù)載量為5%時(shí)，其對(duì)單質(zhì)汞的吸附量最大，為18.80 mg/g，但其對(duì)單質(zhì)汞的吸附速率較慢。鋅摻雜蛭石和硫負(fù)載蛭石