关于和对重金属吸附性能的影响的综合实验和DFT研究 石英在煤炭燃烧过程中吸附性能

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 地质化学 地质化学
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 石英可以自然吸附重金属 (HM).
• 性金属在煤炭燃烧过程中与HM竞争吸附点,影响HM在灰中的保留.
• 了解这种竞争对于减轻HM释放和生态风险至关重要.

研究的目的:

• 为了研究性金属 (Na2CO3,NaCl,CaO) 对重金属 (Pb,Cd,Cu,Zn) 在煤炭燃烧过程中对石英的吸附的影响.
• 用实验和计算方法阐明性金属对HM吸附干扰的机制.

主要方法:

• 管炉燃烧实验是为了模拟煤炭燃烧条件而进行的.
• 使用CASTEP模块的密度函数理论 (DFT) 计算被用来确定吸附能.
• 在不同性金属度和温度下量化重金属固定效率.

主要成果:

• 添加Na2CO3和NaCl,特别是NaCl,显著减少了HM在灰中的保留.
• 增加NaCl含量从0到5重%降低了Pb和Cd固定效率,从~34%和~38%降低到~10%.
• 高温 (800-1200°C) 与Na2CO3的存在使Cu,Zn,Pb和Cd的固定率降低了20%至28%.

结论:

• 金属,特别是化合物,由于吸附能量更高,在石英吸附点上与HM强烈竞争.
• 这种竞争对煤炭燃烧期间的HM固定产生不利影响,导致环境释放的可能性增加.
• 结果提供了对HM命运和转型的见解,有助于制定减轻与燃煤相关的生态风险的策略.