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煤燃烧是人为大气汞排放的最主要排放源，单质汞由于具有挥发性、持久性和生物积累性对生态环境和人类健康存在严重威胁，研究解决煤燃烧过程中引起的汞的问题已成为当今国际的前沿课题。 本文选用廉价的粘土及柱撑粘土材料作为活性炭的替代品，通过KI、KBr改性的方法制备出了一系列的汞吸附剂，在固定床实验台上进行单质汞的吸附实验，分别对卤族元素改性粘土(KI-clay、KBr-clay)与未改性粘土(clay)之间，KI改性粘土(KI-clay)与KI改性钛基柱撑粘土(KI-Ti-PILC)之间脱除单质汞的性能进行了比较分析。同时，考察了负载量、吸附温度、O2浓度及SO2浓度对汞吸附性能的影响。 采用四种表观动力学模型(准一级、准二级动力学模型，Elovich模型及颗粒内扩散模型)对实验数据进行拟合，深入的探讨Hg0动力学吸附过程机理。同时，本文计算了不同温度条件下KI-clay和KI-Ti-PILC吸附Hg0的热力学参数:吸附自由能ΔG，吸附焓变ΔH及吸附熵变ΔS。 结果表明，在同等条件下，KI-clay脱汞性能显著优于KBr-clay; KI-Ti-PILC脱汞性能显著优于KI-clay，KI-clay与KI-Ti-PILC对Hg0的脱除效率均随着KI负载量、温度、O2浓度的提高而显著增加，而SO2浓度的改变对于吸附剂吸附性能的影响较弱，随着SO2浓度增加，KI-clay对汞的吸附性先增加后降低，而KI-Ti-PILC脱汞性能持续增加趋势。 在所研究的条件范围内，未改性粘土吸附汞过程遵循颗粒内扩散模型。准二级动力学模型能够很好的描述与预测KI-clay(KBr-clay)在不同KI负载量及温度条件下单质汞的吸附过程。模拟效果从优到次为:准二级动力学模型，颗粒内扩散模型，Elovich模型，准一级动力学模型。 在不同的影响因素下，KI-Ti-PILC及KI-clay脱汞过程均能够较好的符合准二级动力学模型，其对于KI-Ti-PILC脱汞过程拟合结果优于KI-clay。同时，准一级动力学模型及颗粒内扩散模型在KI-Ti-PILC上具有相对较好的拟合效果，KI-Ti-PILC与KI-clay比较，无论物理吸附还是化学吸附性能均有提高，因此表现出更强的对汞吸附特性。表现在吸附热力学参数上，KI-Ti-PILC相对KI-clay具有更高的吸附焓变，更低的自由能变及熵变。同时热力学分析结果揭示了单质汞在KI-Ti-PILC及KI-clay上吸附过程均为自发的吸热过程，对于两种吸附剂，吸附均以化学吸附为主，但是吸附过程同时包含传质过程。