CVOCs对吸附剂低温吸附零价汞的影响
洪钦源1
蔡香玲1
高冠群1
徐浩淼1
瞿赞2
晏乃强2
1.上海交通大学环境科学与工程学院,上海 2002402.上海交通大学环境科学与工程学院,上海 200240;上海污染控制与生态安全研究院,上海 200092
摘要：零价汞(Hg0)和含氯挥发性有机化合物(CVOCs)因具有高毒性、高迁移转化等特性,易在大气中形成多种二次污染物,严重危害人类及环境健康,已引起全球范围内的广泛关注.作为重要的污染来源,工业烟气中Hg0和CVOCs的控制是研究的热点及难点,目前鲜有报道CVOCs对吸附剂低温吸附Hg0影响的研究.探究了不同常见吸附剂对Hg0的低温吸附性能,并以氯苯为例,考察CVOCs对Hg0吸附性能的影响.通过制备活性炭及其改性材料、硫化物、金属氧化物3类材料,探讨了不同吸附材料在80～120 ℃低温下对Hg0的吸附活性及反应机理.研究结果表明,Hg0吸附活性从高到低排序分别为CuS/AC＞CuS＞Mn2O3＞AC＞HCl/AC.BET分析结果显示,不同吸附剂的比表面积和孔径类型与Hg0吸附性能无直接关系;而XPS结果进一步证明,CuS及Mn2O3中的氧化性物种(如Cu2+、Sn2-、Mn3+)为主要活性位点,可实现Hg0的化学吸附.加入氯苯后,CuS/AC、AC吸附能力不变,其他3种材料均受到抑制,其中Mn2O3吸附效率下降超过50％.Hg0-TPD结果表明,在纯Hg0吸附时,CuS/AC、CuS中汞的主要存在形态为HgS;Mn2O3中汞的主要存在形态为HgO,但也存在物理吸附的Hg0;AC仅对Hg0进行物理吸附;HCl/AC中同时存在HgCl2和物理吸附的Hg0.加入氯苯后,CuS中汞的主要存在形态仍为HgS,而CuS/AC除了HgS还出现了 Hg0,Mn2O3中出现了 HgCl2的吸附组分.动力学分析结果表明,不同吸附材料对Hg0的吸附过程均符合准一级动力学模型(R2＞0.99),说明其主要受外扩散主导;而氯苯的共存促进了 HCl/AC和Mn2O3对Hg0的化学吸附.此外,根据模型拟合结果,AC、HCl/AC、CuS、Mn2O3在氯苯共存时的Hg0吸附容量分别从842.5、573.4、55 505.6、3 352.6 μg/g降低至730.3、181.7、5 504.1、434.0 μg/g.通过探索CVOCs对Hg0吸附的影响,对后续研究Hg0和CVOCs低温共吸附方法具有一定的借鉴意义.
关键词：低温吸附零价汞CVOCs氯苯吸附剂工业烟气
分类号：X51(大气污染及其防治)
资助基金：国家自然科学基金(22436004)上海市科技创新行动计划自然科学基金资助项目(24ZR1431900)
论文发表日期：2025-08-30
在线出版日期：2025-08-19（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 115-126 )
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