The invention provides a preparation method of a novel composite porous boron nitride material with high adsorption capacity for heavy metals and fine particles in high temperature flue gas, and is an environmental protection and recyclable preparation method. In the first step, porous boron nitride precursors were synthesized with melamine (nitrogen source), boric acid (nitrogen source) and additives; in the second step, the composite precursors obtained in the first step were mixed with pore-forming agents in a protective atmosphere and pyrolyzed at high temperature; in the third step, the pyrolysis products were then washed and dried in a solution containing surfactants to obtain high specific surface area. A new type of composite boron nitride adsorbent with high activity can overcome the shortcomings of the existing adsorbent which can not be used at high temperature and special extreme conditions. This method has a good application prospect in the field of high temperature adsorption.
【技术实现步骤摘要】
一种新型复合氮化硼吸附材料的制备方法及应用
本专利技术属于材料制备
,具体涉及一种用于吸附高温烟气中重金属及细颗粒物的新型复合氮化硼吸附材料的合成方法。
技术介绍
氮化硼三种常见的晶体结构分别为六方氮化硼(h-BN)、纤锌矿氮化硼(w-BN)、立方氮化硼(c-BN)。本专利技术中的新型复合多孔氮化硼就是六方氮化硼。多孔氮化硼作为一种具有高比表面积、化学性质稳定、耐高温等优良特点的新型材料且B-N键具有C-C键体不具备的局域极性,使其可以作为在高温或极端条件下稳定使用的高效吸附材料。近年来,许多学者在控制烟气中重金属元素排放的技术中发现在燃烧过程中添加固体吸附剂对抑制重金属元素的排放效果显著。目前研究较多的固体吸附剂分别有以下几种:1.碳基吸附剂:目前应用最多的吸附剂为活性炭,活性炭是一种非常优良的吸附剂,它具有物理吸附和化学吸附的双重特性。例如CN104941579B,其通过对对活性炭的表面陶化使其具有活性炭与陶质多孔材料综合吸附性能,可吸附重金属、有机污染物等复合污染物,净化烟气中PM2.5复合污染物,但活性炭吸附剂通常只能在小于150℃的较窄的低温度范围保持高效吸附能力,当温度高于300℃以上时活性炭失效。2.矿物吸附剂:目前常用的烟气重金属矿物吸附剂有高岭土、铝土矿、钒土矿、云母、硅石等一系列硅铝钙吸附剂。例如:CN107537310A在燃烧装置的尾部烟气中喷入以Fe基或Mg基矿物为主的吸附剂,通过化学反应和物理吸附作用使烟气中的Cr被吸附,抑制灰中剧毒六价铬化合物的生成。气态的有毒有害物质被转化为大颗粒的不溶于水的固体,有利于捕集与无害化、资 ...
【技术保护点】
1.一种新型复合氮化硼吸附材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤A:称取一定量的三聚氰胺和硼酸及添加剂均匀混合并溶于水,然后将其从室温加热至85℃,并使其在反应器中恒温震荡溶解并保温2‑8小时;步骤B:将步骤A中配制的溶液停止震荡并进行缓慢降温至20‑30℃保持温度2小时,此时有白色絮状物产生,抽滤得到固体沉淀物,该沉淀物在75‑85℃温度下烘干10‑24小时得到前驱体;步骤C:分别称取重量百分比为10wt%、20wt%、30wt%、40wt%的造孔剂添加到步骤(B)得到的前驱体中,利用玛瑙研钵将两者研磨并充分混合,得到固体粉末;步骤D:将步骤(C)中得到的固体粉末,在保护气氛下700‑1700℃进行热解升温,升温速率为每分钟5‑20℃,恒温时间为3‑7小时,然后在保护气氛下降温至25℃得到白色固体纤维,即为氮化硼纤维;步骤E:将步骤(D)中得到的氮化硼纤维投入到含有表面活性剂的溶液中搅拌反应1‑3小时,反应温度控制在40‑70℃,得到悬浮液;步骤F:将步骤(E)中得到的悬浮液进行固液分离,并对分离出的固相产物在70‑85℃下烘干0.5‑2小时,最终即得到白色纤维状的多孔六方氮 ...
【技术特征摘要】
1.一种新型复合氮化硼吸附材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤A:称取一定量的三聚氰胺和硼酸及添加剂均匀混合并溶于水,然后将其从室温加热至85℃,并使其在反应器中恒温震荡溶解并保温2-8小时;步骤B:将步骤A中配制的溶液停止震荡并进行缓慢降温至20-30℃保持温度2小时,此时有白色絮状物产生,抽滤得到固体沉淀物,该沉淀物在75-85℃温度下烘干10-24小时得到前驱体;步骤C:分别称取重量百分比为10wt%、20wt%、30wt%、40wt%的造孔剂添加到步骤(B)得到的前驱体中,利用玛瑙研钵将两者研磨并充分混合,得到固体粉末;步骤D:将步骤(C)中得到的固体粉末,在保护气氛下700-1700℃进行热解升温,升温速率为每分钟5-20℃,恒温时间为3-7小时,然后在保护气氛下降温至25℃得到白色固体纤维,即为氮化硼纤维;步骤E:将步骤(D)中得到的氮化硼纤维投入到含有表面活性剂的溶液中搅拌反应1-3小时,反应温度控制在40-70℃,得到悬浮液;步骤F:将步骤(E)中得到的悬浮液进行固液分离,并对分离出的固相产物在70-85℃下烘干0.5-...
【专利技术属性】
技术研发人员:李彦龙,陈洋,李润东,杨天华,
申请(专利权)人:沈阳航空航天大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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