納米鋅基脫硫劑室溫脫硫性能及機理研究.pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，室溫、常壓下，硫系惡臭化合物對人類身心健康、動植物的生長及公共設(shè)施的破壞逐年上升，因此室溫脫硫技術(shù)和工藝的研究具有重要的實際意義。室溫脫硫劑硫容低、再生能力差一直是困擾環(huán)保工作者的兩大難題。本文基于納米材料具有高的比表面和晶格缺陷等結(jié)構(gòu)特性，將納米材料應(yīng)用于室溫脫硫，去除硫系惡臭化合物中污染危害較大的H2S、CH3SH及其混合氣。對脫硫劑的制備、脫硫性能的評價、影響脫硫性能的因素、脫硫機理及脫硫反應(yīng)前

2、后脫硫劑的結(jié)構(gòu)、組成與脫硫性能的關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　本文采用均勻沉淀法制備了納米ZnO、納米CuO和納米CuO/ZnO，利用XRD、TEM、XPS等方法測試分析了制備條件對納米材料粒徑、形貌及組成的影響。用機械研磨法制備了納米ZnO-納米CuO。在固定管式連續(xù)反應(yīng)裝置上對脫硫劑納米ZnO、納米ZnO-納米CuO和納米CuO/ZnO的脫硫性能進(jìn)行了評價；考察了脫硫劑的粒徑、反應(yīng)溫度、空速、氧分壓和摻銅量對脫硫性能的影響。結(jié)果表

3、明，納米材料提高了室溫脫硫性能。納米ZnO對H2S和CH3SH脫除性能遠(yuǎn)大于分析純ZnO，且粒徑越小，脫硫性能越高；混合氣中對H2S的去除性能大于CH3SH；摻入適量的銅減小了納米ZnO粒徑，提高了室溫脫硫性能，且納米CuO/ZnO脫硫性能并非是納米ZnO和納米CuO的簡單加和。納米ZnO和氧的存在加快了H2S的氧化速度，并可將H2S選擇性地氧化為單質(zhì)S，有利硫的回收利用，避免了二次污染，同時為脫硫劑的再生提供了有利的條件。無論反應(yīng)體系

4、中有無氧存在，室溫脫硫尾氣中未檢測到SO2。
　　測試分析發(fā)現(xiàn)納米ZnO室溫脫除H2S具有多硫化鋅產(chǎn)生。根據(jù)實驗現(xiàn)象、脫硫產(chǎn)物的性質(zhì)，利用XRD、XPS和化學(xué)分析等方法對不同粒徑的納米ZnO室溫脫硫產(chǎn)物的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。發(fā)現(xiàn)納米ZnO的粒徑越小，氧空位越多，室溫?zé)o氧條件下，脫除H2S產(chǎn)物的顏色越深，越易被空氣氧化、產(chǎn)物含硫量越高，其性質(zhì)與多硫化物的性質(zhì)越相似，說明生成了多硫化鋅。隨納米ZnO粒徑的增大，氧空位的減少，產(chǎn)物中不

5、同氧化態(tài)的硫物種增多，較高結(jié)合能的硫物種含量相對增大，硫取代晶格氧的趨勢增大。
　　考察了樣品的量、吸收液中H2O2的含量、指示劑的滴加量對燃燒-酸堿滴定法測定硫容的影響，測定了不同反應(yīng)條件下，脫硫劑納米ZnO、納米ZnO-納米CuO和納米CuO/ZnO的硫容。
　　采用質(zhì)譜檢測的程序升溫脫附法（MS-TPD）對脫硫劑納米ZnO脫除H2S和CH3SH、納米CuO/ZnO脫除H2S的產(chǎn)物進(jìn)行了在線分析，結(jié)合實驗現(xiàn)象和對脫硫反應(yīng)