一种用于应急处置室内汞泄露的吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于应急处置室内汞泄露的吸附剂及其制备方法，属于汞吸附技术领域。本发明专利技术吸附剂是通过在制备过程中对二氧化钛进行锌负载，煅烧后得到ZnO/TiO

An adsorbent for emergency disposal of indoor mercury leakage and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种用于应急处置室内汞泄露的吸附剂及其制备方法
本专利技术属于汞吸附
，特别涉及一种用于应急处置室内汞泄露的吸附剂及其制备方法。
技术介绍
人们至少有80％以上的时间是在室内度过的，因此室内空气质量(IAQ)对人体健康具有重要意义。汞作为一种剧毒的重金属元素，一旦暴露于室内，势必会对IAQ产生巨大影响。液态Hg0通常用于生产各种家用设备，如温度计，血压计和荧光灯等。不幸的是，这些家用设备一般都是由玻璃制成的，易破碎而导致液态Hg0泄漏到室内环境中。然后，泄漏的液体Hg0可以在密闭空间内迅速挥发到空气中，导致室内空气中的Hg0浓度很高。因此，开发一种能用于紧急处置室内汞泄露的技术已迫在眉睫。近年来，作为有效改善室内空气清洁度的空气净化器已被普及。空气净化器的工作原理是：机器中的电动机和风扇使室内空气循环，然后过滤器吸收室内空气中的各种污染物。为此，专利技术人提出将空气净化器与高性能的Hg0吸附剂相结合，以达到去除室内高浓度Hg0的目的。一旦液态Hg0意外泄漏到室内环境中，装有高性能Hg0吸附剂的空气净化器就会运行。含有高浓度Hg0的室内空气会被抽进空气净化器中，然后高浓度的Hg0被空气净化器中的吸附剂捕集。然而，开发出高性能的Hg0吸附剂是实现该技术的关键。专利技术人曾试图将闪锌矿(ZnS)与空气净化器相集合来紧急处置室内汞泄露。但发现，ZnS与Hg0的反应速率很慢，很难实现快速去除室内汞污染的目的。
技术实现思路
【技术问题】克服紧急处置室内汞泄露的问题，以及将ZnS与空气净化器相结合的过程中，ZnS的低Hg0吸附速率的问题。【技术方案】为了解决上述问题，本专利技术提供了一种能与空气净化器相结合且具有优异零价汞吸附能力并可循环使用的吸附剂及其应用，本专利技术通过将硝酸锌负载到二氧化钛上，并最终制备得到了二氧化钛负载硫化锌的吸附剂，本专利技术的吸附剂具有优异的汞吸附能力和循环性能，可用于紧急处置室内汞泄露。本专利技术的第一个目的是提供一种汞吸附剂，所述汞吸附剂的制备方法包括如下步骤：(1)将锌源溶液与二氧化钛混合形成混合溶液；(2)将步骤(1)获得的混合溶液进行旋蒸，将旋蒸得到的固体干燥，之后再将固体进行煅烧，得到ZnO/TiO2吸附剂；(3)取步骤(2)制备得到的ZnO/TiO2吸附剂置于反应器中，通入硫化氢进行硫化改性，即得ZnS/TiO2吸附剂。在本专利技术的一种实施方式中，所述二氧化钛为采购的P25。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中锌源与二氧化钛的质量比为1:5～3:5。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中锌源包括硝酸锌、氯化锌、硫酸锌中任意一种或多种。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)中煅烧的温度为400～600℃下。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)中所述干燥是在100～120℃干燥10～20h。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)中制备得到的ZnS/TiO2吸附剂可密封保存备用。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中硫化改性是指将煅烧后的物质在250～400℃条件下通入硫化氢。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中硫化氢的通入流速为400-800mL/min。本专利技术的第二个目的是提供上述制备方法制备得到的ZnS/TiO2吸附剂。本专利技术的第三个目的是提供上述ZnS/TiO2吸附剂的再生处理的方法，所述方法为：①使用后的ZnS/TiO2吸附剂在空气条件下高温脱附；②将脱附后的ZnS/TiO2吸附剂在高温硫化氢气体中处理，冷却后即可得到再生吸附剂。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中，所述高温脱附的温度为400～500℃；所述高温脱附的时间为0.5～1.5h。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)中，所述处理的温度为250～400℃；所述处理的时间为0.5～2h；硫化氢气体通入的流速为400-800mL/min。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中的反应器可以为固定床反应器。本专利技术的第四个目的提供了上述ZnS/TiO2吸附剂在汞吸附领域的应用，所述汞优选为气态零价汞。此外，本专利技术还提供了上述包含ZnS/TiO2吸附剂的室内便携装置。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术制备得到的ZnS/TiO2吸附剂具有优异的气态零价汞吸附性能，能够与空气净化器相结合紧急处置室内汞泄露；(2)本专利技术制备得到的ZnS/TiO2吸附剂能够再生而循环使用，循环利用5次数，吸附效率几乎不变。附图说明图1为实施例1所得吸附剂A的Hg0吸附穿透曲线。图2为对比例1所得吸附剂B的Hg0吸附穿透曲线。图3为对比例2所得吸附剂C的Hg0吸附穿透曲线。图4为对比例3所得吸附剂D的Hg0吸附穿透曲线。图5为实施例1所得吸附剂A吸附Hg0后的程序升温脱附曲线。具体实施方式为更好地说明本专利技术，便于理解本专利技术的技术方案，本专利技术通过下述实施例来更清楚的描述本专利技术的技术方案。Hg0浓度的测定方法：利用LumexR915M测汞仪测得Hg0的浓度和Hg0的穿透曲线。其中Hg0的穿透率＝反应器出口Hg0浓度与进口Hg0浓度的比值；Hg0的吸附量的计算：通过Hg0的穿透曲线的积分测得。其中，本专利技术实施例涉及的二氧化钛、二氧化铝、二氧化硅均可采购获得。闪锌矿的来源：以氯化锌为锌源，硫化钠为硫源，制得闪锌矿。实施例1ZnS/TiO2吸附剂的制备(1)将硝酸锌溶液与二氧化钛混合，搅拌3h，其中，硝酸锌与二氧化钛的投加量的质量比为1:5；(2)将步骤(1)获得的混合溶液进行旋蒸，将旋蒸得到的固体干燥，之后再将固体在500℃下进行煅烧，得到ZnO/TiO2吸附剂；(3)取250mg步骤(2)制备得到的ZnO/TiO2吸附剂置于固定床反应器中，在300℃条件下通入硫化氢1h(流速500mL/min)，即可获得ZnS/TiO2吸附剂，标记为吸附剂A。对比例1ZnS/γ-Al2O3吸附剂的制备(1)将硝酸锌溶液与三氧化二铝混合，搅拌3h，其中，硝酸锌与三氧化二铝的投加量的质量比为1:5；(2)将步骤(1)获得的混合溶液进行旋蒸，将旋蒸得到的固体干燥，之后再将固体在500℃下进行煅烧，得到ZnO/γ-Al2O3吸附剂；(3)取250mg步骤(2)制备得到的ZnO/γ-Al2O3吸附剂置于固定床反应器中，在300℃条件下通入硫化氢1h(流速500mL/min)，即可获得ZnS/γ-Al2O3吸附剂，标记为吸附剂B。对比例2ZnS/SiO2吸附剂的制备(1)将硝酸锌溶液与二氧化硅混合，搅拌3h，其中，硝酸锌与二氧化硅的投加量的质量比为1:5；(2)将步骤(1)获得的混合溶液进行旋蒸，将旋蒸得到的固体干燥，之后再将固体在500℃下进行煅烧，得到ZnO/SiO2吸附剂；(3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汞吸附剂的制备方法，其特征在于是将锌负载在二氧化钛上，煅烧后再经硫化改性形成ZnS/TiO

【技术特征摘要】
1.一种汞吸附剂的制备方法，其特征在于是将锌负载在二氧化钛上，煅烧后再经硫化改性形成ZnS/TiO2。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硫化改性是将煅烧后的物质在250～400℃条件下通入硫化氢。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将锌源溶液与二氧化钛混合形成混合溶液，其中锌源与二氧化钛的质量比为1:5～3:5；
(2)将步骤(1)获得的混合溶液进行旋蒸，将旋蒸得到的固体干燥，之后再将固体在400～600℃下进行煅烧，得到ZnO/TiO2吸附剂；
(3)取步骤(2)制备得到的ZnO/TiO2吸附剂置于250～400℃条件下通入硫化氢，即得ZnS/TiO2吸附剂。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述干燥是在100～120℃下干燥10～20h...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨士建，梅剑，王昶，王军，胡兴发，朱焘，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32