[发明专利]一种三相复合光催化剂在烟气脱汞中的应用

说明书

本发明公开了一种三相复合光催化剂在烟气脱汞中的应用，涉及光催化脱除烟气汞技术领域。所述三相复合光催化剂的制备方法包括如下步骤：将分步制备好的g‑C₃N₄、MoS₂、TiO₂按按质量比10～100:1～20:1称取后，加入烧杯中，加入适量无水乙醇，磁力搅拌至粉体与无水乙醇充分混合，加热搅拌2～3h至液体完全蒸发，将沉淀物转移至鼓风干燥箱中在60～80℃下干燥4～5h，将干燥后的固体转移至坩埚中进行焙烧，升温速率为3～6℃/min，升温至300～350℃保温1.5～3h，然后自然冷却至室温，得到TiO₂/MoS₂/g‑C₃N₄三相复合光催化材料，三种材料在复合过程中形成异质结，降低电子‑空穴对的复合率，大大提高了光催化活性，在可见光照射下30min后对汞脱除率达到95.7％。

技术领域

本发明涉及光催化脱除烟气汞技术领域，具体涉及一种三相复合光催化剂在烟气脱汞中的应用。

背景技术

汞是一种对人体有害却广泛存在于环境中的元素，当人体中汞累积到一定程度时，就会危害到人的神经系统，产生不可逆的损害。在汞污染排放源中燃煤锅炉烟气是主要污染源，因我国煤炭中的汞含量明显高于国外煤炭中汞含量的平均水平，导致烟气中汞超标，在排放前需对汞进行脱除，以达到排放标准。目前大多采用吸附剂如活性碳、钙基类吸附剂来进行吸附脱除，但脱除效率低。

随着光催化技术的推广，光催化剂也慢慢被应用于烟气脱汞中。专利CN107362817A中公开了一种光催化剂的制备，将体相g-C₃N₄浸没于硝酸溶液中，清洗后得到g-C₃N₄纳米片，再与TiO₂溶解到去离子水中，混合后再高温下煅烧得到TiO₂/g-C₃N₄异质结光催化剂，能够有效地光催化氧化电厂烟气单质汞，LED灯照射下脱汞效率达到70％以上。虽然大大提高了烟气中汞的脱除率，但在实际使用中受使用环境等各方面综合因素的影响，汞的脱除率难以达到排放要求，这就使得亟需寻找一种对汞脱除效率更高的光催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三相复合光催化剂在烟气脱汞中的应用，解决现有TiO₂/g-C₃N₄异质结光催化剂对烟气中汞脱除率难以满足排放标准的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种三相复合光催化剂在烟气脱汞中的应用，其特征在于所述三相复合光催化剂的制备方法包括如下步骤：

1)g-C₃N₄的制备：将尿素置于坩埚中在半封闭条件下进行焙烧，升温速率为8～10℃/min，升温至550～600℃保温2～3h，然后自然冷却至室温，得到淡黄色g-C₃N₄粉末；

2)TiO₂的制备：取硫酸钛和尿素溶于去离子水当中，将溶液置于微波消解仪内，在140～160℃下保温2～3h，冷却至室温后，将水热产物转移至高速离心机进行离心分离，将收集到的沉淀放置在干燥箱内，在60～80℃下干燥10～15h后研细，得到白色粉末状的无定型TiO₂粉。

3)MoS₂的制备：将四硫代钼酸铵粉末溶解在无水乙醇和去离子水混合溶液中并搅拌1～2h，接着将一定量水合肼滴入溶液中，将混合溶液置于微波消解仪内，在180～200℃下保温10～15分钟，待混合溶液冷却至室温后获得水热产物；将所得水热产物转移至高速离心机进行离心分离，所得产物转移至鼓风干燥箱中，在40～50℃下干燥6～8h后研细获得粉末状MoS₂；