[发明专利]一种燃煤烟气去铅用的负载纳米零价铁的改性沸石的制备方法

说明书

本发明公开了一种燃煤烟气去铅用的负载纳米零价铁的负载纳米零价铁的改性沸石的制备方法，包括以下步骤：预处理，制备纳米铁，合成负载纳米零价铁的改性沸石，干燥洗涤。本发明所制备的纳米零价铁不仅利用了零价铁的高还原性，还结合并提高了沸石的高吸附性质，以及壳聚糖对铅的螯合吸附作用，能够吸附燃煤烟气中单质Pb和化合态PbCl₂的形式存在的Pb，最大限度去除燃煤烟气中的重金属污染。

技术领域

本发明涉及燃煤烟气净化领域，具体涉及到一种燃煤烟气去铅用的负载纳米零价铁的改性沸石的制备方法。

背景技术

铅是一种重金属，是人类最早使用的金属之一，其可用于建筑、铅酸蓄电池、弹头、炮弹、焊接物料、钓鱼用具、渔业用具、防辐射物料、奖杯、耐硫酸腐蚀、防电离辐射、蓄电池等的材料部份合金，其合金可作铅字、轴承、电缆包皮等之用，还可做体育运动器材铅球，等等。铅是一种对人体危害极大的有毒重金属，因此铅及其化合物进入机体后将对神经、造血、消化、肾脏、心血管和内分泌等多个系统造成危害，若含量过高则会引起铅中毒。铅无法再降解，一旦排入环境，很长时间仍然保持其毒性。由于铅在环境中的长期持久性，又对许多生命组织有较强的潜在性毒性，所以铅一直被列入强污染物范围。

燃煤电站是重金属污染的主要排放源之一。据估算，我国目前每年从火电生产企业排放的铅总质量为97.2-168.2t之间。煤中的铅主要存在或结合在硫化物中，煤中的铅与硫有明显的正相关性。煤中的铅在燃烧过程中挥发，以单质Pb和化合态PbCl₂等形式释放，以亚微米的铅颗粒和气相形式排放入大气。中国煤中铅的平均值为13.0μg/g，不同成煤区域中Pb的含量差异较大，根据煤中Pb含量的不同，划分出低铅煤(Pb20μg/g)，中铅煤(Pb20μg/g-40μg/g)，高铅煤(Pb40μg/g)三个不同的分级标准。《大气污染物排放标准》(GB116297-1996)中规定，铅及其化合物浓度不得超过0.7mg/m³。燃煤烟气中铅的去除有重要的环保意义，有利于保护生态环境和人体健康。

纳米零价铁颗粒具有较高的比表面积及优良的表面吸附和化学反应活性，可对环境中卤代炬、多氯联苯(PCB)、有机氯农药、杀虫剂、染料、重金属离子、硝酸盐、铭酸盐及呻酸盐等多种污染物进行还原修复；沸石作为分布广、储量大的天然矿物材料，具有较大的比表面积和荷电性能，改性处理后可具有多种催化和吸附性能；负载技术一般是通过高温锻烧或离子交换，将生成的纳米零价铁颗粒负载到固体载体上，这样就能够减少团聚，增强纳米铁在环境中的迁移能力，有利于对土壤、地下水及受污染河流的修复。因此，本领域技术人员已经开展了负载纳米零价铁的改性沸石的环保应用研究。

CN 104722279 A公开了一种海藻酸铀/明胶包覆纳米零价铁去除水中重金属隔、铅污染物的方法，并具体公开了如下制备步骤：将海藻酸纳与明胶于50-65℃水浴中搅拌溶解，超声脱泡10-20min后，得到海藻酸铀/明胶混合溶液；氮气保护条件下，将新鲜制备的纳米Fe⁰颗粒与海藻酸铀/明胶溶液混合:超声分散10-20min后，得到纳米Fe⁰与海藻酸铀/明胶共混物:以滴管或经蠕动泵逐滴将共混物加入到CaC1₂溶液中，磁力搅拌条件下交联反应30-60min，得到黑色SA/Gel包覆纳米零价铁凝胶球。然而，该方法负载协同作用不够突出，难以取得较好的吸附效果。

CN 105148885 A公开了一种用于去除Br0₃和Cl0₄的纳米铁锤改性沸石及其制备和应用，并具体公开了如下制备方法:先对天然斜发沸石进行粉碎筛分、酸碱预处理，然后在120-140℃下的聚乙二醇洛液中，将沸石与FeC1₃、MnS0₄按重量比混合投加并搅拌均匀，反应10-20min后向混合液中加NaOH溶液至黑色悬浮物不再增加，继续反应20-30min后将混合物过滤、淋洗，固态物烘干至恒重后即可制得所述用于去除Br0₃和C10₄的纳米铁锰改性沸石。然而，该方法只能应用于污水处理领域，不能应用于气体Pb单质的吸附。