金属改性活性炭脱除燃煤烟气中Hg~0的理论研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:yanghuayejuan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
燃煤电厂烟气汞排放是环境中主要的汞污染源之一,煤燃烧时大部分汞会随烟气排入大气,给动植物、人体和生态环境造成巨大的危害。在颗粒态汞(Hgp),单质汞(Hg0)以及氧化态汞(Hg2+)这三种汞形态中,Hg0的脱除最具挑战性。因此,寻找一种经济高效的Hg0脱除剂迫在眉睫。活性炭(AC)因其丰富的孔结构以及巨大的比表面积而用于燃煤电厂中汞的控制,但是其低效率、难再生性极大地增加了汞的脱除成本。鉴于金属对Hg0具有良好的脱除性能,本文采用密度泛函理论(DFT)方法分别研究了Hg0与Fe,Co,Ni,Cu和Zn为代表的非贵金属改性AC的作用以及Hg0与Pd为代表的贵金属改性AC的作用,并进一步通过Cu的调变来减少贵金属Pd的用量并增强Hg0的脱除能力,主要结论如下:(1)非贵金属改性AC脱除Hg0的机理对Hg0在非贵金属Fe,Co,Ni,Cu和Zn改性的AC表面的吸附进行研究,得出:Hg0在M/AC(M=Fe,Co,Ni,Cu,Zn)表面为物理吸附,说明Hg0与非贵金属改性AC的作用很弱。进一步对Hg0氧化后的物种HgCl和HgCl2在上述表面的吸附机理进行研究,认为HgCl不是稳定的中间体,它在M/AC(M=Fe,Co,Ni,Cu,Zn)表面主要为解离吸附;HgCl2在Fe/AC表面主要是分子吸附,在M/AC(M=Ni,Cu,Zn)表面主要是解离吸附,在Co/AC表面同时存在分子吸附和解离吸附。Hg0经Cl2氧化的机理表明:在M/AC(M=Fe,Co,Ni,Cu,Zn)表面,Hg0通过Eley-Rideal机理被氧化并且Fe/AC是最好的催化剂。(2)贵金属改性ac脱除hg0的机理对hg0在贵金属pd改性的ac表面的吸附进行研究,得出:在pdn(n≤38)簇中,pdn(n=4,6,8,13,19,23,38)是能够稳定存在的幻数簇;进一步将所得幻数簇负载到ac上,并研究ac对其稳定性的影响,结果表明ac的负载能够提高pdn簇的稳定性,但随pd原子数目的增加对其稳定性的影响逐渐降低,当pd原子数目为38时,ac对其稳定性几乎没有影响;通过研究hg0在pdn/ac(n=4,6,8,13,19,23)表面的吸附,阐明ac负载的pdn簇的尺寸效应对hg0吸附的影响,结果表明hg0的吸附能呈锯齿型变化,当在ac上负载二十面体的pd13簇时,hg0的吸附能力最强。(3)cu调变的pd13/ac脱除hg0的机理对hg0在非贵金属cu调变的pd13/ac表面的吸附进行研究,得出:pd13簇最多可以被8个cu原子替换,并且cunpd13-n(n=1~8)双金属簇比pd13簇的稳定性更高,即cu的掺杂可以提高pd13簇的稳定性,最大掺杂比例为61.5%;在可替换的cunpd13-n(n=1~8)双金属簇中,cu原子数目分别为1,2和6时构型相对容易替换,并且cupd12,cu2pd11和cu6pd7双金属簇都能稳定存在于ac表面;hg0在cunpd13-n/ac(n=1,2,6)表面的吸附表明:hg0的吸附强度与cu的掺杂比例有很大的关系,当掺杂比例为7.7%时,即替换pd13簇的中心pd原子为cu时,吸附能提高不大,增加比例仅为3.3%;当掺杂比例增加为15.4%时,即在cupd12双金属簇的基础上再替换表面的一个pd原子为cu时,吸附能显著提高,增加比例为27.1%,有利于hg0的脱除;但当掺杂比例增加为46.2%时,即cu原子的数目增加为6时,吸附能降低了25.1%,对Hg0的脱除不利。
其他文献
排球新规则的施行,跳发球威力的不断增强,对我国的一攻和防反都提出了新要求,如何适应现代排球前后排的融合进攻,本文在此试探了调整立体快攻进攻战术.
江苏常州公路部门将在232省道常州段养护中,采用薄层罩面预防性养护技术,该项目自10月上旬开始实施,11月上旬峻工,工程投资约400万元。薄层罩面养护技术主要用于高等级沥青或水泥
<正>"新工科"培养人才模式更加注重培养学生的实践能力。基地是培养学生实践创新能力的载体,高校应在自身教学资源的基础上积极寻求与相关企业的合作,建立校内外双实践基地、
本文通过构造函数给出了拉格朗日中值定理的简单证明,以及此定理在微分学中的应用.
我国水资源总量多,人均量少,时空分布不平衡,南多北少,夏秋多,冬春少,人们资源意识淡薄,污染和浪费现象严重,因此,在开发利用上要加强协调,统筹规划,科学管理,开源节流和治污并重,通过兴修
通过对进口原油混炼生产的90号重交沥青进行了不同温度下的储藏稳定性研究,根据在不同的储藏温度下重交沥青针入度、软化点、烘前烘后延度,得出重交沥青随储藏温度和储藏时间的
大学英语是高校必修课程,其开设目的为夯实学生语言基础,增强学生语言应用能力和人际交往能力。以交际教学为基础,以任务为核心的一种新的教学方法就是任务型教学法,产生于20
2008年12月16日获悉,甘肃定西市临洮至渭源高速公路工程可研报告通过国家发改委评审。临洮至渭源高速公路是兰州至海口国家高速公路的重要组成部分.与兰临高速公路对接,全线起自
2017年7月4日,甘肃省29个重点交通建设项目在平凉市集中开工,项目涉及全省11个市州的2条高速公路和一级公路、6条普通国道、2l条普通省道及旅游公路,总投资达398.3亿元。甘肃省委
从研磨成粉状的废旧印刷电路板(PCBs)中分离出非金属成分,利用其作为一种新型沥青改性剂,以改善沥青的高温性能。对添加非金属沥青的基本性能和流变性能进行了测试,具体研究了非金