贵金属/碳纳米管多孔复合材料的制备及其对单质汞的吸附性能研究

Elemental mercury in coal-burning flue gas is the main source of mercury pollutants in the environment. Among the sorbent materials to remove elemental mercury, noble metal loaded nanocomposites have a wide application prospect with the advantages of good selectivity at high temperature and easy regeneration. This project will focus on the fabrication of macroscopic noble metal/carbon nanotube porous nanocomposites, and their adsorption performances for elemental mercury removal will be systematically studied. The macroscopic structure of the sorbent materials facilitates their easy and efficient seperation from flue ashes. Furthermore, the regeneration of the sorbent materials will be explored by temperature programmed desorption of elemental mercury, and the regeneration efficiency of the nanocomposites will be further evaluated.

燃煤烟气中的单质汞是一类重要大气污染物。负载型贵金属复合材料因在高温下对单质汞具有良好的选择性能且易再生,被认为是一类极有应用前景的汞吸附材料。本课题拟制备可宏观操作的贵金属/碳纳米管多孔复合材料。通过控制贵金属纳米粒子种类、尺寸、负载量及调控纳米粒子-碳纳米管之间的相互作用，实现纳米粒子在碳纳米管多孔材料表面和内部可控、稳定负载；在此基础上，研究该复合材料对燃煤烟气中单质汞的吸附性能，阐明吸附机理，建立吸附模型；进一步开发该复合材料与燃煤烟灰的简便分离方法及复合材料的高效再生技术，实现复合材料的循环使用。

燃煤烟气中的单质汞是一类重要的大气污染物。负载型贵金属复合材料在高温下对单质汞具有良好的选择性能且易再生，被认为是一类极有应用前景的共吸附材料。本课题以多孔碳纳米管海绵为载体，制备了具有可宏观操作的贵金属/碳纳米管多孔复合材料；通过控制金属前驱体的种类，制备了均匀负载的银/碳纳米管、金/碳纳米管等多孔复合材料。通过在碳纳米管与贵金属粒子间引入粘结层，增强贵金属纳米粒子与碳纳米管之间的作用；在此基础上，研究了不同修饰阶段的多孔复合材料对单质汞的吸附性能，建立了多孔复合材料对单质汞的吸附模型。最后，还研究了不同多孔碳材料作为载体对单质汞的吸附性能对照，发现碳纳米管较其他碳载体在高温吸附燃煤烟气中单质汞时更具有优势。