本技术涉及一种钼掺杂纳米氧化锌/有序介孔碳复合材料及其制备方法,应用于烟气脱硫。该材料利用高比表面积的有序微介孔碳纳米结构,通过钼掺杂提高其吸附性能,有效降低烟气中硫氧化物排放,具有环保和经济效益。
背景技术
在典型煤气化工艺过程中,净化单元尾气中均含微量的硫化物,直接排放到大气会对环境造成不同程度的污染。同时,尾气组分中存在的硫物质和水汽易对尾气处理使用的催化剂进行攻击,造成催化剂中毒,最终导致催化剂失活。目前,国内外对煤化工尾气处理的脱硫剂主要为氧化锌,但是其效率有待进一步提高,因此对氧化锌进行改性,构建复合材料具有一定的应用前景与科研意义。
通常金属掺杂是提高ZnO常温脱硫性能的有效策略。例如,Bezverkhyy等发现Cu+
掺杂ZnO在脱硫过程中由于“电荷补偿效应”增加了ZnS中硫空位的浓度,加快了S2-
与O2-
的交换速率,从而提升了ZnO的脱硫性能。Yang等发现Ni2+
掺杂ZnO可以增加其氧空位的浓度,促进ZnO表面羟基化以及HS-
/S2-
与O2-
的交换速率。Co2+
也常被用作掺杂剂用以调变ZnO的脱硫性能。Baird等采用浸渍法和共沉淀法制备了Co掺杂的ZnO脱硫剂,通过穿透实验研究,表明Co掺杂可以提高ZnO的分散性,增加ZnO的比表面积,进而有利于提高ZnO对H2
S的脱除能力。Wang D等采用Mo掺杂铁基吸附剂,大幅度增加了硫化氢吸附的穿透时间。Chen Y等通过氧化锌/氮掺杂有序介孔碳,在常温常压下,有序介孔碳作为载体能够提高ZnO对H2
S的脱除能力。
以上可以看出虽然目前已有不少新型氧化锌基脱硫吸附剂,但鉴于煤转化净化单元中预脱硫剂的硫容小、脱硫精度不理想以及寿命短等技术问题,需有针对性地开发符合上述应用场景的脱硫材料。探明预脱硫剂与硫的结合方式,提高预脱硫剂的硫容量及延长其寿命的关键因素,开发高效、稳定的脱硫材料仍是待解决的关键技术问题。
实现思路