中国汞排放量居世界之首,大气汞污染现状已经引起了全球范围内的广泛关注。随着《水俣公约》正式生效,我国的汞减排压力与日俱增,大气汞污染的控制情况将直接影响我国的履约成效。有色金属冶炼厂是我国大气汞排放的重要来源,并有逐年上升的趋势。汞通常以颗粒汞（Hg^p）、零价汞（Hg⁰）和二价汞(Hg²⁺)三种形态存在于冶金烟气中,其中零价汞最难集中收集去除。目前,国内外应用最广泛的冶金烟气零价汞控制技术主要为瑞典波立登公司开发的Boliden-Norzink（波立登-诺辛克）工艺。但波立登-诺辛克除汞法仍存一些局限性。随着科学技术的飞速发展,以吸附法为核心的新型处理工艺正逐步投入使用。负载型材料在工业中应用非常广泛,其制备方法简单、产率高,是理想的冶金烟气零价汞吸附材料。然而负载氧化物型吸附剂的零价汞吸附活性十分有限,并且在二氧化硫和水存在的条件下易中毒失活。若能通过吸附剂表面改性的方式,使其具备优异的抗水抗硫性能,则能够满足冶金烟气除汞的条件。因此,本文创新性地提出了利用气态硫化氢对负载氧化物型吸附剂进行改性,使金属氧化物向金属硫化物过渡,制备出与冶金烟气脱汞工艺相匹配、可循环的负载金属硫化物型吸附剂。同时,本文还研究了零价汞在硫化氢改性过渡金属氧化物表面化学吸附的微观反应机制。通过多种表征手段,探讨了改性过渡金属氧化物的表面理化性质与其零价汞吸附容量之间的构效关系。本文主要研究成果如下:（1）通过硫化氢预处理Zn/TiO₂的方式制备了ZnS/TiO₂,显著提升了其在空气条件下的低温吸附零价汞的能力。同时,初步揭示了硫化后P25和ZnS/TiO₂吸附零价汞机制的联系与差异。硫化氢预处理P25后可在其表面生成少量活性硫组分（S_x）,并可能产生了硫掺杂现象(TiO_1-xS_x)。但TiO_1-xS_x结构不稳定,在空气中易氧化。通过锌元素负载的方式,一方面稳定了P25表面的物理化学性质;另一方面ZnS/TiO₂中的S^Ⅱ-Zn-O^Ⅱ-Ti-S结构是其具备优异的零价汞吸附性能的主要原因。气态零价汞先在ZnS/TiO₂表面吸附,S^Ⅱ-Zn键断裂,随后汞元素以HgS的形式吸附在吸附剂表面。（2）Cu/TiO₂原样在100 ℃空气条件下的吸附量可达6.0 mg g^-1,而硫化氢预处理Cu/TiO₂在100 ℃空气条件下的吸附量高达7.0 mg g^-1。并且改性Cu/TiO₂不受烟气中高浓度二氧化硫和水蒸气干扰,在二氧化硫和水蒸气存在条件下吸附量仍可达6.8 mg g^-1。硫化氢预处理过程中使Cu/TiO₂表面大量CuO转化为CuS。在空气条件下,CuO与CuS均可将气态零价汞氧化成性质稳定的HgS。在二氧化硫和水蒸气存在条件下,CuO与二氧化硫和水蒸气发生反应生成CuSO₄而失活,但CuS不受干扰。吸附在吸附剂表面的汞以HgS形式存在,可在高温下迅速热解脱附形成高浓度气态零价汞。脱附温度适中,脱附后的吸附剂可循环使用。综上,通过硫化氢改性的方式获得了与冶金烟气脱汞工艺相配套的吸附剂。该类型吸附剂具有吸附容量大、抗水抗硫性强和可循环利用等优点,具有广阔的实际应用前景。