[发明专利]一种脱汞用碳基吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种脱汞用碳基吸附剂及其制备方法和应用，制备方法具体包括以下步骤：(a)称取三聚氰胺，将三聚氰胺进行第一次加热煅烧并冷却至室温，后经过研磨再进行第二次加热煅烧并冷却至室温，得到石墨相氮化碳；(b)将步骤(a)得到的石墨相氮化碳和六水合硝酸钴溶解在水中，搅拌至完全溶解后，得到混合溶液，将混合溶液烘干，得到前驱体；(c)研磨步骤(b)得到的前驱体，后进行第三次加热煅烧，得到脱汞用碳基吸附剂。与现有技术相比，本发明的脱汞用碳基吸附剂具有比表面积大，吸附力强的特点，能够有效脱除电厂烟气中的单质汞，在实验室条件下脱汞效率可以达到98％以上，极大地提高了吸附效率，明显高于传统的活性炭吸附剂。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种脱汞用碳基吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

在工业迅速发展和经济效益滚滚而来的同时，环境污染已经成为了不可忽视的重大问题。其中，汞污染给环境带来了不可磨灭的影响，随之而来的是对人类社会的危害，如在1956年发生在日本九州熊本县水俣湾的“水俣病”事件。无独有偶，1972年伊拉克在使用甲基汞和乙基汞杀菌剂对种子进行处理的时候，发生了恶性汞中毒事件。在此之后，全球各国汞污染事件接踵而至，引发了世界性的广泛关注。

燃煤产生的汞(包括火电厂烟气中的Hg^p和Hg²⁺)可以在现有的电站污染物处理设备中得到脱除，其中，Hg^p由于其压力高于烟气中凝结的压力故可以凝结附着在飞灰及颗粒物表面上，后经过电厂现有设备如静电除尘器及布袋式除尘器进行脱除。目前，电厂一般采用湿法脱硫装置除去具有强水溶性的Hg²⁺，但是在脱硫塔中金属离子又会将Hg²⁺部分还原为Hg⁰，而电厂现有的污染物处理设备难以脱除具有较强化学稳定性的、难溶于水等特性的Hg⁰。所以，如何对Hg⁰的进行脱除已然成为电站汞污染控制的重中之重。

目前，烟道活性炭喷射技术是降低燃煤烟气汞及其化合物排放最通用的技术。但活性炭由于吸附能力差和经济性等原因制约了它广泛的工业应用，因此开发一种经济高效的吸附剂材料成为当务之急。

专利CN105195196A公开了一种光催化剂Co₃O₄-CNI及其制备方法和应用，所述光催化剂用含氮有机物与碘化铵作为原料，通过水热法能够制得碘掺杂的石墨相氮化碳(简写为CNI)，再用制得的CNI与含钴化合物通过水热法进行反应，任选地进行冷却和粉碎后能够制得光催化剂Co₃O₄-CNI。该专利公开的石墨相氮化碳制备为一次混合煅烧，所得到的产物为块状氮化碳，其比表面积没有的到充分延展，同时需要指出的是，该专利所述含钴化合物与CNI粉末负载方式为直接粉状混合，其最终结合产物中Co₃O₄在CNI表面的分散情况会对产物的实际效果产生较大偏差。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种脱汞用碳基吸附剂及其制备方法和应用，本发明制备的脱汞用碳基吸附剂具有比表面积大，吸附力强的特点，能够有效脱除电厂烟气中的单质汞，在实验室条件下脱汞效率可以达到98％以上，极大地提高了吸附效率，明显高于传统的活性炭吸附剂，在提高材料吸附能力的同时，采用来源广泛且无毒无害的原材料，以解决现有技术中吸附剂的脱汞效率差，运行成本高等技术问题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种脱汞用碳基吸附剂的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：

(a)称取三聚氰胺，将三聚氰胺进行第一次加热煅烧并冷却至室温，后经过研磨再进行第二次加热煅烧并冷却至室温，得到石墨相氮化碳；

(b)将步骤(a)得到的石墨相氮化碳和六水合硝酸钴溶解在水中，搅拌至完全溶解后，得到混合溶液，将混合溶液烘干，得到前驱体；