Gaseous mercury capture using supported CuSx on layered double hydroxides from SO2-rich flue gas
Gaseous mercury capture using supported CuSx on layered double hydroxides from SO2-rich flue gas
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使用层状双氢氧化物负载 CuSx 从富含 SO2 的烟气中捕获气态汞
DOI：
10.1016/j.cej.2020.125963
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发表时间：
2020-11
影响因子：
15.1
通讯作者：
Yan Naiqiang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hong Qinyuan;Xu Haomiao;Yuan Yong;Shen Yi;Wang Yalin;Huang Wenjun;Qu Zan;Yan Naiqiang
气态元素汞（Hg 0）与高浓度SO2共存是典型的烟气。传统的汞吸附剂由于反应速率低、汞容量小，特别是抗SO2能力差，限制了其实际应用。CuSx/层状双氢氧化物（LDH）复合材料是通过多硫离子Sx 2 −和LDH之间的阴离子交换来制备的。由于金属离子的调节作用，金属Cu 2+修饰保证了更多的硫活性位点的暴露。CuSx/LDH在低温（75 °C）和SO2浓度为500-2000 ppm时表现出优异的除汞性能。多孔结构和大的比表面积有利于气体通过其内部结构和表面传递。表面Sx 2 −是Hg 0氧化和固定的主要位点（Hg 0 + Sx 2 −→ HgS + Sx-12−）。此外，Cu 2+还作为电子受体将Hg 0氧化为Hg 2+，Hg 2+进一步与S2-结合在吸附剂表面生成HgS（Hg 0 + 2Cu 2 +→ Hg 2 ++2Cu+，Hg 2 ++S2-→ HgS）。这种复合材料对于各种烟气条件的实际应用来说是一种很有前途的材料，特别是对于富含SO2的烟气。
Gaseous elemental mercury (Hg0) co-existed with high concentration of SO2is a typical flue gas. Most traditional Hg0sorbents are restricted to practical application owing to low reaction rate, small mercury capacity, and especially, poor resistance to SO2. The CuSx/layered double hydroxides (LDH) composite was preparedviathe anion-exchange between poly-sulfur ions Sx2−and LDH. Metallic Cu2+modification guarantee the exposure of more sulfur active sites due to the regulatory effect of metal ions. CuSx/LDH exhibited excellent Hg0removal performance at low temperature (75 °C) with SO2concentration of 500–2000 ppm. The porous structure and large surface area were beneficial for gas transfer through its interior structure and surface. Surface Sx2−was the primary sites for Hg0oxidation and immobilization (Hg0+ Sx2−→ HgS + Sx-12−). Moreover, Cu2+also acted as the electron acceptor to oxidize Hg0to Hg2+which further combined with S2−to form HgS on the surface of the sorbent (Hg0+ 2Cu2+→ Hg2++2Cu+, Hg2++S2−→ HgS). Such a composite was a promising material for practical applications to various flue gas conditions, especially for SO2-rich flue gas.
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