掺杂多元金属铁基改性生物焦再生机理研究

作者:李泽鹏; 贾里; 刘丁赫; 陈世虎; 程鹏; 樊保国*
来源:中南大学学报(自然科学版), 2022, 53(11): 4552-4562.

摘要

为解决直接热解生物质制备的生物焦吸附剂脱汞效率低和无法有效循环利用的问题,将共沉淀法、溶胶凝胶法相结合制备改性生物焦,利用比表面积测试法(BET)、红外光谱分析(FT-IR)等表征方法,探究O2体积分数与再生温度对再生特性的影响。研究结果表明:金属掺杂改性生物焦表面附着的掺杂金属之间存在协同作用,能够提高生物焦的氧化活性,增加生物焦的氧化位点,因此双金属改性生物焦的汞脱除特性得到显著提高,其汞脱除特性强于单金属掺杂铁基生物焦和单铁基改性生物焦;再生时当氧气体积分数为3%时,样品不会发生剧烈的燃烧反应,有利于最大限度地保留样品孔隙结构,但存在无法有效补充消耗的晶格氧及化学吸附氧的问题;当氧气体积分数提高到7%时,O2与样品中的碳发生了剧烈的均相及非均相反应,导致孔隙结构坍塌,所以最佳的再生氧气体积分数为5%;再生温度400℃时无法将赋存在样品表面的汞化合物完全分解释放,影响再生效果,但再生温度太高,样品表面硅酸盐结构出现熔融状态,孔隙坍塌,活性组分被分解破坏,再生样品汞脱除特性大幅降低。因此,最佳再生条件为5%O2和600℃。