赤泥掺杂提高CaO对SO2和NO吸附性能的机理
陈岩明
李嘉璐
杨美玲
王翠苹
山东科技大学土木工程与建筑学院清洁能源实验室,山东青岛 266590
摘要：赤泥中富含的氧化铁具有催化作用,掺杂一定比例赤泥可用于改性Ca基脱硫脱硝吸附剂.为探究赤泥掺杂对钙基吸附剂脱硫和脱硝性能提升的影响机理,采用挤压成型法制备了不同掺杂比例的赤泥/CaO吸附剂,利用固定床反应器系统,模拟实际烟气环境,开展了吸附性能试验研究和DFT模拟研究.基于密度泛函理论,构建了 CaO(001)表面模型和Fe-CaO(001)表面模型,并通过对微观原子层面的计算和分析,揭示了赤泥掺杂对CaO吸附SO2和NO性能的影响.试验结果表明,当赤泥添加量为5％时,赤泥/CaO吸附剂显著延长了对SO2的高效吸附时间,并显著提升了对NO的吸附效率,由62.5％提高至84.0％,证实了赤泥掺杂对提高吸附剂性能的有效性.模拟计算结果表明,赤泥掺杂将SO2和NO的吸附能分别由-1.181、-0.601 eV降至-2.247、-0.977 eV.此外,掺杂赤泥后,Fe原子、O原子和S原子(或N原子)之间的相互作用产生了高态密度的3个原子电子轨道共振峰,这表明赤泥掺杂增强了 CaO结构的稳定性,并加强了 Fe原子与O原子之间的相互作用,从而提高了 O原子的活性.因此,赤泥掺杂提高了 CaO对于SO2和NO的化学吸附性能.
关键词：赤泥掺杂CaO吸附剂密度泛函理论化学吸附SO2NO
分类号：TK09(一般性问题)
资助基金：国家自然科学基金(52076125)山东省自然科学基金重点资助项目(ZR2020KE040)
论文发表日期：2024-09-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 147-155 )
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