中国环境科学

作者：张敬东, 杨娇羽, 揭翠, 李鸿鹄, 彭喜燕, 安淼

单位：中南财经政法大学, 环境与健康研究中心, 中南财经政法大学信息工程学院, 湖北武汉 430073

关键词：氧空位,过渡金属,吸附剂,气态单质汞,SO2抗性

基金：国家自然科学基金青年项目(52100134);中南财经政法大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2722024EJ024,2722023BY020);中国博士后科学基金面上项目(2022M721284)

采用溶胶凝胶法制备了一系列Mn-Fe改性碳基磁性吸附剂(MnxFey/C),并评价了其对气态单质汞(Hg0)的脱除性能及抗SO2中毒性能.采用SEM、TEM、BET、XRD、H2-TPR、Raman、XPS等方法对吸附剂理化结构进行了分析,以此探讨了不同MnxFey/C吸附剂性能差异的内在原因.结果表明,在反应温度150℃,Hg0浓度250μg/m3条件下,Mn2Fe1/C的Hg0脱除性能最好,达到99.99%.适当含量Fe的加入会引起Mn-Fe间强相互作用,发生Mn3++Fe3+↔Mn4++Fe2+的氧化还原循环,促进Mn4+的生成,同时降低Mn-O-Mn的化学键强度,增加氧空位(Ov)、活性氧物种(Oα)浓度,从而增强Hg0的吸附脱除性能.此外,Mn2Fe1/C具有良好的抗SO2性能,在2000×10-6SO2浓度下其Hg0脱除率依然保持在80%以上.XPS表明Fe能保护大部分Mn活性位点免受SO2中毒,同时抑制了吸附剂表面硫酸盐的形成与沉积.Mn2Fe1/C可以通过磁分离从粉煤灰中分离出来,其经4次吸附再生循环后仍有95.69%的Hg0脱除效率,具备优越的再生能力,是一种具有应用前景的燃煤烟气汞吸附剂.

来源：2024年第12期

《中国环境科学》期刊编辑部

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