[发明专利]一种纳米磁性复合铁铜氧化物脱砷吸附剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种应用于高温烟气的纳米磁性复合铁铜氧化物脱砷吸附剂，其特征在于，所述脱砷吸附剂为多层核壳结构，所述脱砷吸附剂是以磁性纳米Fe₃O₄为内核，在所述磁性纳米Fe₃O₄表面包覆有一层中间碳层，所述中间碳层的表面包覆有一层铁铜氧化物层，所述脱砷吸附剂为在氮气气氛中经过焙烧活化处理的纳米磁性复合铁铜氧化物脱砷吸附剂。

2.一种如权利要求1所述的纳米磁性复合铁铜氧化物脱砷吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将磁性纳米Fe₃O₄在浸泡于碳源溶液中，超声混合均匀后进行干燥，得到样品A；

（2）对所述样品A进行高温烧结，得到样品B；

（3）将氨水和所述样品B加入含有可溶性铁盐、可溶性铜盐、十二烷基二甲基溴化铵的聚乙二醇溶液中，超声混合，得到悬浊液；

（4）将所述悬浊液转移至水热合成反应釜进行水热反应，经过滤、洗涤、烘干后得到样品C；

（5）将所述样品C在氮气气氛下焙烧活化，即得所述的纳米磁性复合铁铜氧化物脱砷吸附剂。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，焙烧活化为逐步升温处理过程：先在氮气保护气氛下升温至200~250℃，保温时间为1~2.5h，然后再升温至400~500℃，保温3~6h。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，水热反应温度为180~200℃，反应时间为10~18h。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，高温烧结的温度为600~700℃，保温3~5h；高温烧结在氮气的保护下进行。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，烧结过程中的升温速率为5~10℃/min，氮气流速为0.3~0.5 L/min。

7.如权利要求2~6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，纳米Fe₃O₄尺寸为10~100nm；可溶性铁盐为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁中的一种或多种；可溶性铜盐为氯化铜、硝酸铜、硫酸铜中的一种或多种；碳源溶液为浓度为5~40mmol/L的蔗糖溶液。

8.如权利要求2~6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，悬浊液中铁离子浓度为5~15g/L，铜离子浓度为1.2~3.6g/L，十二烷基二甲基溴化铵添加量为0.8~1.2g/L，样品B加入量为15~25g/L，氨水加入量为1mL/L。

9.一种如权利要求1所述的脱砷吸附剂或者由权利要求2~8任一项所述的制备方法制备得到的脱砷吸附剂在高温烟气中的应用，其特征在于，在烟气收尘工艺前端将脱砷吸附剂喷入烟气中，吸附砷后的吸附剂与烟气中的烟尘一起进入除尘系统，形成含砷混合烟尘，并通过磁选分离从含砷混合烟尘中回收含砷纳米磁性核壳结构吸附剂。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述吸附剂吸附砷时的温度为400~1000℃。