[发明专利]一种钒铜改性脱汞吸附材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种钒铜改性脱汞吸附材料，其特征在于：以酚醛树脂颗粒为主体，以醇和硝酸铜为客体，依次经混合、成型、炭化和水蒸气活化，得到富含多孔的炭材料；最后经偏钒酸铵浸渍和热处理形成钒铜改性脱汞吸附材料；

所述材料由以下重量份数的原料制备而成：

酚醛树脂颗粒：15-40份；

醇：50-80份；

硝酸铜：1.5-3份；

偏钒酸铵：3-6份；

所述的钒铜改性脱汞吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将酚醛树脂颗粒和醇以质量比为15-40:50-80混合，在70 ℃，以600-800 r/min速度下搅拌至树脂完全溶解；

（2）将质量为15-30 g Cu(NO₃)₂·3H₂O添加到上述溶液中，继续搅拌2-4 h，冷却到室温后，过滤得到树脂；

（3）将步骤（2）所得的树脂磨制成250-300目的树脂粉，然后用压片机在70 ℃、40-60MPa压强下挤压成片状形，得到成型物；

（4）将步骤（3）所得的成型物在高温管式炉中由室温升至600-800 ℃，恒温炭化1.5-3h；然后将温度升至850-950℃，通入水蒸气30-50 mL/min，恒温活化1-3 h，自然降温至室温得到炭材料；

（5）将偏钒酸铵固体配制成浓度为0.06-0.725 g/L的溶液，将所得溶液备用；

（6）将步骤（4）所得的炭材料和步骤（5）所得的一部分溶液加入三口烧瓶中；然后将剩余的溶液通过恒压滴液漏斗以10-30mL/min的滴加速度缓慢滴加入三口烧瓶中，同时在室温下搅拌10-20 h，反应结束后用漏斗将反应液抽滤，将滤饼放入真空干燥箱中90-110 ℃干燥过夜备用，得到预处理炭材料；

上述溶液分两批次加入，第一批次和第二批次的体积配比是：1:1~10:1；

（7）将步骤（6）所得的预处理炭材料加入高温管式炉中由室温升至300-450 ℃，热处理1-3 h，得到钒铜改性脱汞吸附材料。

2.根据权利要求1所述的钒铜改性脱汞吸附材料，其特征在于：所述酚醛树脂颗粒包括热塑性酚醛树脂、热固性酚醛树脂的一种或两种混合物。

3.根据权利要求1所述的钒铜改性脱汞吸附材料，其特征在于：所述醇为甘油醇或聚乙烯醇。

4.根据权利要求1所述的钒铜改性脱汞吸附材料，其特征在于：步骤（3）中所述挤压温度为 70 ℃。

5.根据权利要求1所述的钒铜改性脱汞吸附材料，其特征在于：步骤（7）中，所述热处理的温度为300-450 ℃。

6.一种权利要求1~3任一项所述的钒铜改性脱汞吸附材料的应用，其特征在于：在内径为10 mm的常压固定床反应器上进行脱汞反应：汞的浓度为0.30±0.05 mg/m³，以N₂和5vol%的O₂为载气，温度操作范围为50-200 ℃，烟气流量500 -1000 mL/min，20-50 mg钒铜改性脱汞吸附材料，空速为8000-12000 h^-1；出口汞浓度用双光数显汞分析仪进行在线实时检测。