CN112808228A - 一种WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂及其制备方法和应用,属于脱汞吸附剂技术领域。本发明以WSe2作为活性物质,Hg0与WSe2间具有拮抗作用,能够反应生成硒汞复合物,对汞单质具有良好的脱除作用,且硒汞复合物的形成能够抑制汞的有机化和再释放,减少汞二次污染风险和致毒风险;本发明以埃洛石纳米管作为脱汞吸附剂的基体,能够为烟气中汞的传递提供合适通道,使吸附剂在烟气空速变化时仍保持良好的脱汞性能;本发明提供的WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂具有良好的抗SO2性能,使用寿命高,适用燃煤烟气选择性脱汞。
Description
技术领域
本发明涉及脱汞吸附剂技术领域,特别涉及一种WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术
汞具有较强的毒性、持久性、挥发性及生物累积性,对生态环境有极大危害。我国是一个产煤大国,燃煤汞的排放量占我国总汞排放量的首位,所以燃煤汞排放的有效控制是继燃煤含硫、含氮氧化物污染之后电力行业面临最重要的环保课题之一。燃煤烟气中的汞,主要以颗粒态汞(Hgp),氧化态汞 (Hg2+)和元素汞(Hg0)三种形式存在。燃煤中的多数汞因锅炉内800℃以上的高温都被分解为元素汞(Hg0)。Hg0具有低水溶性和高挥发性,这导致烟气脱硫脱硝协同脱除气态汞效率很低。
目前,活性炭喷射脱汞(ACI)被认为是燃煤电厂最高效的脱汞技术,但存在以下缺陷:(1)吸附能力较低,需要喷入大量活性碳,增加了运行成本;(2)活性炭吸附速率低,电厂烟气与吸附剂接触时间通常小于5秒,导致大量吸附剂浪费;(3)活性炭被除尘装置捕获,会影响飞灰质量,且活性炭吸附的汞会二次释放,进入环境会转化成更具毒性的二甲基汞,导致二次污染的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明目的在于提供一种WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂及其制备方法和应用。本发明提供的WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂对Hg0具有良好的脱除效率,且能避免汞的二次释放。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂,包括埃洛石纳米管和负载在所述埃洛石纳米管表面的WSe2。
优选的,所述脱汞吸附剂中埃洛石纳米管的质量百分含量为13.3~38%,所述WSe2的质量百分含量为62~86.7%。
优选的,所述埃洛石纳米管的长度为414~1150nm。
本发明提供了上述WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂的制备方法,包括第一方法和第二方法,所述第一方法包括以下步骤:
(1)将硒粉、NaBH4、N,N-二甲基酰胺与钨酸钠混合,得到混合液;
(2)将所述混合液与埃洛石超声混合,进行溶剂热反应,得到WSe2/ 埃洛石纳米管脱汞吸附剂;
所述第二方法包括以下步骤:
(a)将硒粉、水合肼和钨酸钠混合,得到混合液;
(b)将所述混合液与埃洛石超声混合,进行溶剂热反应,得到WSe2/ 埃洛石纳米管脱汞吸附剂。
优选的,所述第一方法中,硒粉的质量、NaBH4的质量、钨酸钠的质量与N,N-二甲基酰胺的体积比为(0.32~0.64g):(0.1~0.2g):(1.21~2.42g): (60~120mL)。
优选的,所述第二方法中,硒粉的质量、钨酸钠的质量与水合肼的体积比为(0.32~0.64g):(1.21~2.42g):(60~120mL)。
优选的,所述第一方法和第二方法中,所述埃洛石的粒径为80~120目;所述埃洛石的质量与混合液的体积比为5~50g:1~3L。
优选的,所述第一方法和第二方法中,所述超声混合的功率为 500~900W,时间为10~20min。
优选的,所述第一方法和第二方法中,所述溶剂热反应的温度为 150~200℃,时间为36~48h。
本发明提供了上述WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂在燃煤烟气脱汞中的应用。
本发明提供了一种WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂,本发明以WSe2作为活性物质,由于Hg与Se间具有拮抗作用,Hg0能够与WSe2反应生成硒汞复合物,对汞单质具有良好的脱除作用,且硒汞复合物的形成能够抑制汞的有机化和再释放,减少汞二次污染风险和致毒风险;本发明以埃洛石纳米管作为脱汞吸附剂的基体,能够为烟气中汞的传递提供合适通道,使吸附剂在烟气空速变化时仍保持良好的吸附容量和吸附速率。而且,本发明提供的WSe2/ 埃洛石纳米管脱汞吸附剂具有良好的抗SO2性能,使用寿命高,适用燃煤烟气选择性脱汞,这是因为埃洛石表面O-Al键可结合-S-O-形成新的化学键 Al-(H)SO3,可抵消SO2的消极影响;同时,燃煤烟气中的O2与SO2可形成SO3,促使Hg氧化,有益于脱烟气汞。实施例结果表明,本发明WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂对燃煤烟气中汞的吸附容量约为30mg·g-1,是商业活性炭的 31~142倍,吸附速率为9.09μg·g-1·min-1,是商业活性碳的18~1148倍。
本发明提供了上述WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂的制备方法,包括第一方法和第二方法。在第一方法中,本发明以NaBH4为还原剂,Se与NaBH4反应生成NaHSe,在溶剂热反应过程中,NaHSe与钨酸钠生成纳米花状的 WSe2负载在埃洛石纳米管表面,得到棒状纳米花结构的WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂。在第二方法中,本发明以水合肼为还原剂,水合肼与硒粉反应生成Se-N2H4·H2O,在溶剂热反应过程中,Se-N2H4·H2O与钨酸钠生成纳米花状的WSe2负载在埃洛石纳米管表面,得到棒状纳米花结构的WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂。本发明提供的制备方法能够得到棒状纳米花结构的WSe2/ 埃洛石纳米管脱汞吸附剂,此结构有利于烟气中汞的传递,使吸附剂在烟气空速变化时仍保持良好的脱汞性能。同时,本发明提供的制备方法简单,易于实现工业化批量生产。
附图说明
图1是实施例1中埃洛石纳米管(HNTs)和WSe2/埃洛石纳米管 (WSe2/HNTs)的扫描电镜图;
图2是脱汞性能测试装置示意图;
图3是WSe2/HNTs、ZnCl2-活性炭吸附剂和H2SO4-活性炭吸附剂的脱汞效率比较图;
图4是不同空速下WSe2/HNTs吸附剂的脱汞效率比较图;
图5是不同烟气温度下WSe2/HNTs吸附剂的脱汞效率比较图。
具体实施方式
本发明提供了一种WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂,包括埃洛石纳米管和负载在所述埃洛石纳米管表面的WSe2。在本发明中,所述WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂中,所述埃洛石纳米管的质量百分含量优选为13.3~38%,更优选为20~35%;所述WSe2的质量百分含量优选为62~86.7%,更优选为 65~80%。在本发明中,所述埃洛石纳米管的长度优选为414~1150nm,更优选为600~800nm;比表面积优选为36.4~101.7m-2·g-1。
本发明以WSe2作为活性物质,Hg与WSe2间具有拮抗作用,能够反应生成硒汞复合物,具体反应式为:2Hg0+WSe2→2HgSe+W0。在本发明中,硒汞复合物的形成能够抑制汞的有机化和再释放,减少汞二次污染风险和致毒风险;本发明以埃洛石纳米管作为脱汞吸附剂的基体,能够为烟气中汞的传递提供合适通道,使吸附剂在烟气空速变化时仍保持良好的脱汞性能;本发明提供的WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂具有良好的抗SO2性能,使用寿命高,适用燃煤烟气选择性脱汞。
本发明提供了上述WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂的制备方法,包括第一方法和第二方法,所述第一方法包括以下步骤:
(1)将硒粉、NaBH4、N,N-二甲基酰胺与钨酸钠混合,得到混合液;
(2)将所述混合液与埃洛石超声混合,进行溶剂热反应,得到WSe2/ 埃洛石纳米管脱汞吸附剂;
本发明将硒粉、NaBH4、N,N-二甲基酰胺与钨酸钠混合,得到混合液。在本发明中,所述硒粉的纯度优选≥99.999%,粒径D50优选≥200目,更优选为200~400目。在本发明中,所述硒粉的质量、NaBH4的质量、钨酸钠的质量与N,N-二甲基酰胺的体积比优选为(0.32~0.64g):(0.1~0.2g): (1.21~2.42g):(60~120mL),更优选为(0.4~0.5g):(0.12~0.16g):(1.5~2g): (80~100mL)。
在本发明中,所述混合的方式优选包括以下步骤:
(1)将硒粉、NaBH4与N,N-二甲基酰胺进行第一搅拌,得到预混合液;
(2)将钨酸钠与所述预混合液依次进行第二搅拌和超声,得到混合液。
在本发明中,所述第一搅拌的温度优选为30~40℃,更优选为35℃,搅拌速率优选为600~1000r·min-1,更优选为700~800r·min-1;搅拌时间优选为 30~60min,更优选为40~50min。
在本发明中,所述第二搅拌的温度优选为30~40℃,更优选为35℃,搅拌速率优选为600~1000r·min-1,更优选为700~800r·min-1;搅拌时间优选为 2~4h,更优选2.5~3h。在本发明中,所述超声的功率优选为500~900W,时间优选为30~60min,更优选为40~50min。
在所述混合的过程中,Se与NaBH4反应生成NaHSe,反应式为 Se+NaBH4→2NaHSe+BH2。
得到所述混合液后,本发明将所述混合液与埃洛石超声混合,进行溶剂热反应,得到WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂。在本发明中,所述埃洛石的粒径优选为80~120目,更优选为90~100目;作为本发明的一个具体实施例,所述埃洛石的比表面积为36.04m2/g,总孔体积为0.281cm3/g。在本发明中,所述埃洛石优选为天然埃洛石。本发明对所述埃洛石的来源没有特殊的要求,使用本领域常规市售的埃洛石即可。在进行所述超声混合前,本发明优选对埃洛石进行前处理,所述前处理优选包括以下步骤:
将埃洛石置于清洗液中,依次进行浸泡、超声和离心,离心后的固体进行干燥。
在本发明中,所述清洗液优选为水或盐酸溶液,所述盐酸溶液的体积浓度优选为10%。在本发明中,所述浸泡的时间优选为12~24h,更优选为 16~20h。在本发明中,所述超声的功率优选为500W,时间优选为1~2h,更优选为1.5h。在本发明中,所述离心的转速优选为3000~5000r·min-1,更优选为3500~4500r·min-1;时间优选为5~15min,更优选为10min。本发明对所述干燥的方式没有特殊的要求,使用本领域技术人员熟知的干燥方式即可,在本发明中,所述干燥的温度优选为100~120℃,时间优选为12~24h,更优选为16~20h。本发明通过所述前处理,能够去除埃洛石表面的杂质。
本发明将所述混合液与埃洛石超声混合,进行溶剂热反应,得到WSe2/ 埃洛石纳米管脱汞吸附剂。在本发明中,所述埃洛石的质量与混合液的体积比优选为5~50g:1~3L,更优选为10~35g:2L;在本发明中,所述超声混合的功率优选为500W,时间优选为10~20min,更优选为13~17min。
本发明优选在含有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中进行溶剂热反应。在本发明中,所述溶剂热反应的温度优选为150~200℃,更优选为160~180℃;时间优选为36~48h,更优选为40~42h。在溶剂热反应过程中,混合液中的NaHSe与钨酸钠在埃洛石纳米管表面原位生成棒状纳米花结构的WSe2。
所述溶剂热反应后,本发明优选对所得溶剂热反应进行后处理,所述后处理优选包括以下步骤:
对所述溶剂热反应液进行固液分离,所得固体依次进行洗涤和干燥,得到WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂固体。
在本发明中,所述固液分离的方式优选为离心,本发明对所述离心的方式没有特殊的要求,使用本领域技术人员熟知的离心方式即可。本发明优选使用水和无水乙醇依次对所得固体进行洗涤;所述洗涤的次数优选为3~5次。
在本发明中,所述干燥的方式优选为冷冻干燥,所述干燥的时间优选为 24~36h,更优选为28~32h。
在本发明中,制备所述WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂的第二方法包括以下步骤:
(a)将硒粉、水合肼和钨酸钠混合,得到混合液;
(b)将所述混合液与埃洛石超声混合,进行溶剂热反应,得到WSe2/ 埃洛石纳米管脱汞吸附剂。
本发明将硒粉、水合肼和钨酸钠混合,得到混合液。在本发明中,所述硒粉的纯度优选≥99.999%,粒径D50优选≥200目,更优选为200~400目。在本发明中,所述硒粉的质量、钨酸钠的质量与水合肼的体积比优选为 (0.32~0.64g):(1.21~2.42g):(60~120mL),更优选为(0.4~0.5g):(1.5~2g): (80~100mL)。
在本发明中,所述混合的方式优选包括以下步骤:
(1)将硒粉和水合肼进行第一搅拌,得到预混合液;
(2)将钨酸钠与所述预混合液依次进行第二搅拌和超声,得到混合液。
在本发明中,所述第一搅拌的温度优选为30~40℃,更优选为35℃,搅拌速率优选为600~1000r·min-1,更优选为700~800r·min-1;搅拌时间优选为 20~50h,更优选为25~35h。
在本发明中,所述第二搅拌的温度优选为30~40℃,更优选为35℃,搅拌速率优选为600~1000r·min-1,更优选为700~800r·min-1;搅拌时间优选为 2~4h,更优选2.5~3h。在本发明中,所述超声的功率优选为500~900W,时间优选为30~60min,更优选为40~50min。
在本发明中,在混合的过程中,水合肼既是还原剂液是溶剂,水合肼与硒粉反应生成Se-N2H4·H2O,为后续的溶剂热反应做准备。
得到所述混合液后,本发明将所述混合液与埃洛石超声混合,进行溶剂热反应,得到WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂。在本发明中,所述超声混合、溶剂热反应的具体操作方式以及溶剂热反应液的后处理方式均在第一方法的具体操作范围内,在此不再赘述。在溶剂热反应过程中,埃洛石形成纳米管结构,混合液中的Se-N2H4·H2O与钨酸钠在埃洛石纳米管表面原位生成纳米花结构的WSe2。
本发明提供了上述WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂在燃煤烟气脱汞中的应用。
在本发明中,当上述WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂用于燃煤烟气脱汞时,燃煤烟气的空速优选为60000~180000h-1,更优选为80000~120000h-1;烟气温度优选为90~120℃,更优选为100~110℃;所述WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂的用量优选为30~50mg,更优选为40mg。
下面结合实施例对本发明提供的WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂及其制备方法和应用进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)取1g80目的天然埃洛石于烧杯中,加入200mL去离子水,浸泡 12h,在500W下超声1h,磁力搅拌15min,3000r/min离心5min,重复3 次,以去除埃洛石表面杂质;
(2)0.64g粒径D50>200目的硒粉,0.2g硼氢化钠溶于60mLN,N- 二甲基甲酰胺,在600r/min、30℃下搅拌30min,再将1.32gNa2WO4·2H2O 加入上述混合溶液,在600r/min、30℃下,连续搅拌2h,然后在500W下超声30min;
(3)300mg步骤(1)所得埃洛石,浸入步骤(2)混合溶液中,固液比5g:1L,在600r/min下搅拌10min,在500W下超声10min,以确保HNTs在溶液中均匀分散;再移入200mL衬有聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中,在200℃下反应48h;离心收集黑色沉淀物,并用15mL蒸馏水和120mL无水乙醇洗涤 3次,冷冻干燥24h,得到WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂,记为WSe2/HNTs, WSe2在吸附剂中的质量分数为79.6%。
埃洛石纳米管和WSe2/埃洛石纳米管的扫描电镜图如图1所示。由图1可以看出,本发明所得WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂具有棒状纳米花结构,且WSe2已负载在埃洛石纳米管表面。
实施例2
改变实施例1中的固液比为100mg:60mL,其余操作与实施例1相同,得到WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂,WSe2在吸附剂中的质量分数为86.7%。
实施例3
改变实施例1中的固液比为300mg:60mL,其余操作与实施例1相同,得到WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂,WSe2在吸附剂中的质量分数为79.6%。
实施例4
改变实施例1中的固液比为500mg:60mL,其余操作与实施例1相同,得到WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂,WSe2在吸附剂中的质量分数为73.6%。
实施例5
改变实施例1中的固液比为1000mg:60mL,其余操作与实施例1相同,得到WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂,WSe2在吸附剂中的质量分数为 62.05%。
对比例1
省略实施例1步骤(3)中埃洛石的加入,其余操作完全相同,得到WSe2。
测试例1
将实施例1所得WSe2/HNTs和WSe2用于模拟燃煤烟气脱汞,模拟燃煤烟气脱汞的装置如图2所示,其中1-配气装置,其中1-1为SO2、NO、CO2和O2配气装置,1-2为载气N2配气装置,1-3为屏蔽气N2配气装置;2-固定床,其中2-1为吸附剂;3-混气装置,4-汞发生器,5-水汽发生装置,6-测汞仪,7-NaOH 溶液,8-尾气处理装置,9-气体控制阀,10-加热带,11-温度控制器,其中 11-1为固定床温度控制器,11-2为加热带温度控制器。
模拟燃煤烟气脱汞时模拟烟气的温度为90℃(超低排放改造后除尘装置之前的温度),模拟烟气中汞的浓度为280ng/min,吸附剂的质量30mg。
结果显示,在9h内,WSe2对汞的脱除效率在90%左右,吸附量达到 3708μg·g-1,吸附率为6.37μg·g·min-1。在9h内,WSe2/HNTs脱除效率在98%以上,吸附量达到4937.04μg·g-1,吸附速率为9.09μg·g·min-1。证明埃洛石添加显著提高材料的吸附性能;并且HNTs和WSe2有较好的协同作用。
测试例2
将实施例1所得WSe2/HNTs、ZnCl2-活性炭吸附剂和H2SO4-活性炭吸附剂用于模拟燃煤烟气脱汞测试,测试结果如图3所示。由图3可以看出,本发明提供的WSe2/HNTs的脱除效率要高于ZnCl2-活性炭吸附剂,远高于常规的 H2SO4-活性炭吸附剂。且本发明提供的WSe2/HNTs随着时间的增加,其脱除效率并没有大幅度下降。
测试例3
将实施例1所得WSe2/HNTs用于模拟燃煤烟气脱汞,模拟装置与测试例1 相同。
模拟燃煤烟气脱汞时模拟烟气的温度为90℃(超低排放改造后除尘装置之前的温度),模拟烟气中汞的浓度为280ng/min,吸附剂的质量为30mg,烟气流量500mL/min,汞发生装置气流量为150mL/min,O2浓度为5%,CO2浓度为10%,NO浓度为300ppm,SO2浓度为800ppm,N2为平衡气。
结果显示,在9h内,WSe2/HNTs脱除效率在99.6%以上,吸附量达到 4937.04μg·g-1,吸附速率为9.09μg·g·min-1。说明WSe2/HNTs适用于真实烟气,对零价汞有选择性吸附。
测试例4
将实施例1所得WSe2/HNTs用于模拟燃煤烟气脱汞,模拟装置与测试例1 相同。
模拟燃煤烟气脱汞时模拟烟气的温度为90℃(超低排放改造后除尘装置之前的温度),模拟烟气中汞的浓度为280ng/min,吸附剂的质量为30mg,空速分别设为30000h-1,60000h-1,120000h-1和180000h-1。不同空速下吸附剂的吸附量和吸附速率如表1所示。
表1不同空速下吸附剂的吸附量和吸附速率
空速/h<sup>-1</sup> | 吸附量/μg·g<sup>-1</sup> | 吸附速率/μg·g<sup>-1</sup>·min<sup>-1</sup> |
30000 | 551.04 | 9.184 |
60000 | 554.4 | 9.24 |
120000 | 545.1 | 9.08 |
180000 | 549.3 | 9.15 |
脱汞效率测试结果如图4所示。由图4可以看出,随着空速增加, WSe2/HNTs脱汞效率基本保持不变,维持在98%左右。证明棒状纳米花吸附剂适用于多变空速环境,并且表面传质对吸附剂吸附效率影响不大。
对吸附60000h-1烟气9h后的吸附剂的汞浸出量进行检测,检测方法为:取4g使用后的WSe2/HNTs,置于体积浓度为0.57%的醋酸溶液中,在150r/min 速率下搅拌18h,然后取其上清液,使用北京吉天仪器有限公司的AFS检测仪检测汞浸出量,结果为1.1425μg·g-1。远低于美国EPA危险废物的管理安全限(200μg·L-1)。
测试例5
分别将实施例2~4所得WSe2/HNTs用于模拟燃煤烟气脱汞,模拟装置与测试例1相同。
模拟燃煤烟气脱汞时模拟烟气的温度为90℃(超低排放改造后除尘装置之前的温度),模拟烟气中汞的浓度为280ng/min,吸附剂的质量30mg,气流量500mL/min。
结果显示,在1小时内,实施例2所得WSe2/HNTs脱除效率为90%左右,实施例3所得WSe2/HNTs脱除效率为99.6%,实施例4所得WSe2/HNTs脱除效率为99.4%,实施例5所得固液比50:3制备的WSe2/HNTs脱除效率为99.7%。这说明,随着埃洛石添加量增加,汞的吸附效率在增加。
实施例6
(1)取1g80目的天然埃洛石于烧杯中,加入200mL去离子水,浸泡 12h,在500W下超声1h,磁力搅拌15min,3000r/min离心5min,重复3 次,以去除埃洛石表面杂质;
(2)0.64g粒径D50>200目的硒粉溶于15mL水合肼溶液,在600r/min、 30℃下搅拌30h,再将1.32gNa2WO4·2H2O加入上述混合溶液,在600r/min、 30℃下,连续搅拌2h;
(3)300mg步骤(1)所得埃洛石,浸入步骤(2)混合溶液中,固液比5g:1L,在600r/min下搅拌10min,在500W下超声10min,以确保HNTs在溶液中均匀分散;再移入200mL衬有聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中,在180℃下反应12h;离心收集黑色沉淀物,并用15mL蒸馏水和120mL无水乙醇洗涤 3次,冷冻干燥24h,得到WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂,WSe2在吸附剂中的质量分数为79.6%。
(4)所得WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂用于模拟燃煤烟气脱汞,模拟装置与测试例1相同。模拟烟气中汞的浓度为280ng/min,吸附剂的质量 30mg,气流量500mL/min。模拟燃煤烟气脱汞时模拟烟气的温度分别设为 30℃,90℃(超低排放改造后除尘装置之前的温度)和120℃,检测水合肼制备吸附剂的脱汞性能。
脱汞效率结果如图5所示。由图5可以看出,在1h内,30℃,90℃和120℃, WSe2/HNTs吸附效率分别维持在99.8%,95%和70%,温度提高对该材料吸附性能影响较大。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂,包括埃洛石纳米管和负载在所述埃洛石纳米管表面的WSe2。
2.根据权利要求1所述的WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂,其特征在于,所述脱汞吸附剂中埃洛石纳米管的质量百分含量为13.3~38%,所述WSe2的质量百分含量为62~86.7%。
3.根据权利要求1或2所述的WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂,其特征在于,所述埃洛石纳米管的长度为414~1150nm。
4.权利要求1~3任意一项所述的WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂的制备方法,包括第一方法和第二方法,所述第一方法包括以下步骤:
(1)将硒粉、NaBH4、N,N-二甲基酰胺与钨酸钠混合,得到混合液;
(2)将所述混合液与埃洛石超声混合,进行溶剂热反应,得到WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂;
所述第二方法包括以下步骤:
(a)将硒粉、水合肼和钨酸钠混合,得到混合液;
(b)将所述混合液与埃洛石超声混合,进行溶剂热反应,得到WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述第一方法中,硒粉的质量、NaBH4的质量、钨酸钠的质量与N,N-二甲基酰胺的体积比为(0.32~0.64g):(0.1~0.2g):(1.21~2.42g):(60~120mL)。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述第二方法中,硒粉的质量、钨酸钠的质量与水合肼的体积比为(0.32~0.64g):(1.21~2.42g):(60~120mL)。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述第一方法和第二方法中,所述埃洛石的粒径为80~120目;所述埃洛石的质量与混合液的体积比为5~50g:1~3L。
8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述第一方法和第二方法中,所述超声混合的功率为500~900W,时间为10~20min。
9.根据权利要求4或8所述的制备方法,其特征在于,所述第一方法和第二方法中,所述溶剂热反应的温度为150~200℃,时间为36~48h。
10.权利要求1~3任意一项所述WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂或权利要求4~9任意一项所述制备方法制备得到的WSe2/埃洛石纳米管脱汞吸附剂在燃煤烟气脱汞中的应用。
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