通过机械化学方法预处理的CCl₄-吸附活性碳的捕获性能和动力学

科学领域:

• 环境工程 环境工程
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 气相排放带来了重大的环境和健康风险.
• 活性炭是一种常见的吸附剂,但其用于捕获的效率可以提高.
• 机械化学预处理为修改活性炭特性提供了一种新方法.

研究的目的:

• 通过气相捕获的机械化学处理合成和表征四化碳吸附活性炭 (CCl-AC).
• 在各种烟气条件下评估CCl₄-AC的捕获性能.
• 通过脱吸分析和质量转移建模,阐明捕获机制和动力学.

主要方法:

• 使用机械化学方法合成CCl₄-AC.
• 使用N₂吸附,SEM和XPS的物理化学表征.
• 在固定床反应堆中进行捕获实验,烟气成分各不相同 (SO,O,H).
• 通过编程温度脱吸 (Hg-TPD) 来分析捕获的产品.
• 使用Fulazzaky质量转移因子模型进行动力分析.

主要成果:

• 准备好的CCl₄-AC显示了高捕获性能.
• 捕获被SO抑制,但由O和H促进.
• XPS分析证实,C-Cl功能组对于Hg0捕获至关重要,转化为Cl- .
• Hg-TPD表示HgCl₂和HgO作为主要捕获产品,在存在SO₂时形成小Hg₂SO₄.
• 消耗CCl₄-AC (50.49 kJ/mol) 的脱吸能量高于原始活性炭的能量.
• 质量转移分析揭示了表面吸附,然后是内部扩散作为控制速度的步骤.

结论:

• 机械化学预处理的CCl₄-AC是气相捕获的高效吸附剂.
• C-Cl 功能组对于吸附至关重要,烟气成分显著影响性能.
• 该研究提供了对吸附机制和动力学的见解,支持在工业应用中使用CCl₄-AC.