高效、廉价的固体吸附剂脱汞技术是目前针对燃煤电厂烟气汞污染物控制领域的研究热点。硫作为亲汞元素,本身就具有很高的脱汞活性,其过渡金属化合物对汞具备一定的催化氧化作用。石墨烯材料具有优异的光电化学特性,一直在催化领域发挥着重要的作用,因此,探索金属硫化物和石墨烯材料协同作用下,对燃煤烟气中Hg0的催化氧化脱汞特性,具有一定的实用价值和理论意义。本文开展了过渡金属硫化物MoS2修饰石墨烯材料的烟气汞脱除特性的实验研究,探索了制备工艺以及烟气工况对吸附剂脱汞性能的影响规律,为金属硫化物类吸附剂的脱汞应用的推广提供理论基础和指导。论文首先开展了制备MoS2修饰石墨烯吸附剂材料工艺的实验研究,利用水热合成法使微球MoS2成功修饰工业多层石墨烯,在此基础上,进行了比表面积测试技术(BET)、扫描电镜与能谱分析技术(SEM-EDS)、X射线衍射测试技术(XRD)、拉曼光谱测试技术(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)多种吸附剂理化特性的分析表征,获得了相关表征结果,对吸附剂理化特性进行研究。研究表明:吸附剂的比表面积较小;水热合成法使得MoS2微球的尺寸从微米级别降到纳米级别,促进了 MoS2晶体的分散性,同时也提高的MoS2的硫钼比;水热合成法制备的MoS2微球,其主要的衍射峰都可被指认为具有六方晶系的MoS2,说明通过水热合成法已经制备出纯相的MoS2;石墨烯材料经水热高温处理后,其表面缺陷结构会增加,生成一定量的含氧官能团,有利于吸附剂脱汞性能的提升;吸附剂中的负载的Mo元素主要以Mo4+的形式存在,S元素主要以S2-的形式存在。针对吸附剂制备工艺,论文研究了吸附剂的修饰方式、制备温度、离子液体添加量、MoS2负载量对吸附剂理化特性和脱汞性能的影响。研究结果表明:水热合成方式制备的吸附剂,其脱汞效果远高于浸渍法方式制备的吸附剂脱汞效果;制备温度的升高,有利于MoS2微球的生成,从而提高了吸附剂脱汞效率,确定最佳制备温度为240℃;离子液体作为MoS2微球的反应核,促进溶液中钼源和硫源的反应,提高MoS2微球的产率;随着MoS2负载量的增加,吸附剂的脱汞效果呈先增大后减小的变化趋势,MoS2负载量过大时,会导致MoS2微球团聚生长,降低其分散性,使得脱汞效果变差。利用模拟烟气固定床反应系统,研究了固定床反应温度、初始汞浓度、空速、O2浓度、SO2浓度、NOx浓度,对吸附剂脱汞性能的影响。研究结果表明:随着固定床反应温度的升高,吸附剂的脱汞效率先增加后减少,吸附剂的最佳反应温度为90℃;初始汞浓度的升高,使得吸附剂的脱汞效率下降,但是吸附剂单位时间内的单位汞吸附量是增加的;空速为1×105h-1时,吸附剂吸附60min的汞脱除效率为97%，随着空速的提升,吸附剂的气体处理能力下降;O2的存在,对吸附剂的吸附效果有促进作用,但是促进效果有限,当O2浓度超过6%时,对吸附剂脱汞效率的增益效果达到饱和;SO2对吸附的脱汞效果有一定的抑制作用,SO2分子聚集在MoS2分子周围,阻碍了汞原子与MoS2分子的接触;NOx的存在,也对吸附剂的脱汞效果有略微的抑制作用。在实验数据的基础上,采用了4种动力学模型,对吸附剂的吸附过程进行拟合,探究吸附剂的吸附机理。研究结果表明:(1)单质汞在吸附剂表面的吸附以化学吸附为主;(2)吸附剂对气相汞原子的吸附速率,主要受外部膜传质速率的影响;(3)吸附剂对单质汞的吸附过程,遵循Temkin等温方程。