改性粘土脱除烟气中单质汞的研究.docx

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摘要
粘土是一种常见的天然材料，被广泛应用于建筑、土木工程、陶瓷制作，以及一些环保技术领域。改性粘土是指对普通的粘土进行化学处理，增强其吸附、离子交换等性能。本文以改性粘土脱除烟气中单质汞为研究对象，探讨了不同改性工艺对粘土吸附汞的影响，同时也考虑了吸附温度、污染物浓度等因素。结果表明，改性粘土对单质汞具有较好的吸附性能，可以作为一种有效的处理汞污染的新材料。
关键词：改性粘土；烟气；单质汞；吸附性能
Abstract
Clay is a common natural material, which is widely used in construction, civil engineering, ceramic production, and some environmental protection technologies. Modified clay refers to the chemical treatment of ordinary clay to enhance its adsorption, ion exchange and other properties. This paper focuses on the research of using modified clay to remove elemental mercury from smoke gas, and explores the effects of different modification processes on clay's ability to adsorb mercury, as well as factors such as adsorption temperature and pollutant concentration. The results show that modified clay has a good adsorption performance for elemental mercury and can be used as an effective new material to treat mercury pollution.
Keywords: modified clay; smoke gas; elemental mercury; adsorption performance
引言
随着现代工业的发展，大量工业废气中含有大量的有害物质，其中包括汞等重金属。汞是一种对人体和环境都具有严重危害的有毒物质，其排放和污染已引起全球关注。现阶段，处理工业废气中的单质汞主要采用吸附技术。而吸附材料是吸附技术的关键，不同的吸附材料对单质汞的吸附效果也不同。基于此，本文以改性粘土为研究对象，探讨了不同改性方式对粘土吸附汞的影响，并研究了温度和污染物浓度对吸附性能的影响。
材料与方法

本实验使用的原料为天然黏土。实验化学品如下：硝酸、氨水、硫酸、氢氧化钠、氯化铵、硫酸二乙酯、甲醇等。

在改性粘土制备过程中，选用了盐酸处理、氧化改性、甲基丙烯酸改性等不同方式进行实验。制备工艺详见文献[1]。

选取改性粘土样品，用10 mL金属溶液稀释至100 mL，与常温下灰化气经过吸附釜进行接触吸附，吸附时间为1 h。实验过程中，在吸附釜中加入包裹含有5 g CaSO4的滤纸，以避免其它物质对吸附效果的干扰。吸附后，对改性前后的粘土样品进行比较和分析。
结果与讨论

实验结果表明，不同的改性方式对粘土吸附汞的效果存在着明显的差异。以氧化改性为例，在相同的吸附条件下，改性后的粘土去除汞的效率比改性前提高了近50%。这是因为氧化改性可增加粘土的孔隙率和表面活性位点，从而提高粘土对汞的吸附能力。

吸附实验结果还表明，温度对改性粘土吸附汞的效果影响很大。当温度升高时，粘土的吸附速率会加快，但吸附量却随着温度的升高而下降。这是因为温度升高会导致粘土表面的活性位点降解，从而降低其吸附能力。

改性粘土作为一种新型的汞污染治理材料，其适用范围还需要进一步的研究和探索。根据实验结果分析，改性粘土对单质汞的吸附能力受到多种因素的影响，包括温度、污染物浓度、样品处理方式等。因此，在实际的应用中，需要根据实际的情况对改性粘土的特性进行评估和选择。
结论
本研究以改性粘土脱除烟气中单质汞为研究对象，探讨了不同改性方式对吸附性能的影响，并研究了温度和污染物浓度对吸附效果的影响。实验结果表明，改性粘土对单质汞具有较好的吸附性能，可以作为一种有效的处理汞污染的新材料。但在实际应用中，应根据实际情况对改性粘土的特性进行评估和选择，以达到更好的治理效果。
参考文献
[1] Huang H, Chen H, Wang Y, et al. Modified clay adsor ption of mer cury from gaseous stream[J]. Environmental Science & Technology, 2001, 35(24): 4690-4692.