采用硝酸鐵與硫脲在溶劑熱反應(yīng)條件下制備FeS₂,利用物理浸漬法將FeS₂負(fù)載至多壁碳納米管（MWCNTs）上,借助掃描電鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）、X光電子能譜（XPS）等分析測(cè)試手段對(duì)制備樣品的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行探究,通過(guò)固定床反應(yīng)器研究模擬煙氣氛圍下吸附劑對(duì)煙氣中單質(zhì)汞的吸附特性。實(shí)驗(yàn)考察了不同F(xiàn)eS₂負(fù)載量、煙氣初始汞濃度、床層溫度以及O₂、NO和SO₂對(duì)吸附劑脫汞效率的影響。結(jié)果表明,制備出的FeS₂分散性較好,呈球狀晶體,表面均勻覆蓋著MWCNTs,成團(tuán)簇狀。當(dāng)負(fù)載量為10%、反應(yīng)溫度為70℃時(shí),FeS₂/MWCNTs的吸附效果最好,最高脫除效率能達(dá)到100%,60min后脫除效率仍有80.3%。TPD脫附曲線和XPS分析結(jié)果進(jìn)一步表明煙氣中的Hg⁰被氧化成Hg²⁺以HgS的形式附著在吸附劑表面,證實(shí)吸附劑以化學(xué)吸附為主。此外,汞脫除效率隨初始汞濃度的增加而降低,汞吸附容量卻隨之... 

【文章來(lái)源】：化工進(jìn)展. 2020,39(09)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)圖

為了進(jìn)一步考察FeS2的晶相結(jié)構(gòu)，利用XRD進(jìn)行表征，結(jié)果如圖3所示。經(jīng)檢驗(yàn)，樣品所有衍射峰都與FeS2標(biāo)準(zhǔn)圖譜（JCPDS:42-1340）基本一致，表明溶劑熱反應(yīng)制備出的FeS2為純凈立方晶型的黃鐵礦[8]。此外，樣品分別在33.5°、37.3°、41.2°、47.6°和51.5°處有強(qiáng)烈的衍射峰，且衍射峰非常尖銳，分別對(duì)應(yīng)于FeS2的(200)、(210)、(211)、(220)和(221)衍射平面[9]。圖中另外兩個(gè)XRD圖譜分別是MWCNTs和10%FeS2/MWCNTs。從圖中可以看出，MWCNTs僅有一個(gè)明顯的衍射峰，而吸附劑中FeS2特有的衍射峰仍然存在，峰的強(qiáng)度卻明顯降低，這是由于負(fù)載FeS2的量較低，進(jìn)而導(dǎo)致所測(cè)的峰強(qiáng)度較弱。圖3 FeS2、10%FeS2/MWCNTs、MWCNTs的XRD圖譜

圖2 FeS2和10%FeS2/MWCNTs的SEM圖利用XPS分析了10%FeS2/MWCNTs表面的化學(xué)形態(tài)，對(duì)C 1s、Fe 2p和S 2p這3種元素窄區(qū)進(jìn)行分峰擬合，結(jié)果如圖4所示。C1s主要分出3個(gè)峰，分別位于284.0eV、286.8eV、287.7eV處，主要?dú)w屬于石墨的C—C鍵以及表面基團(tuán)的C—O鍵和C==O鍵[10][圖4(a)]。Fe 2p光譜如圖4(b)所示，其中706.4eV、710.5eV處的峰值分別歸因于Fe 2p3/2軌道雜化以及與O2-鍵結(jié)合的Fe2+[11]，而719.3eV和724.9eV處的結(jié)合能較弱，并不影響FeS2的結(jié)構(gòu)組成，進(jìn)一步驗(yàn)證了吸附劑中Fe的價(jià)態(tài)是以二價(jià)為主。此外，S 2p光譜如圖4(c)所示，161.5eV、162.8eV和167.8eV處有3個(gè)不同的特征峰，分別歸屬于S2-、S22-和SO42-，這意味著不同的S價(jià)態(tài)組成有助于后續(xù)對(duì)Hg0的吸附。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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