一種銅鈰復(fù)合鹵化銀/銀光催化劑制備方法以及采用該催化劑的煙氣脫汞方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及污染物防治技術(shù)，特別是設(shè)及一種銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑制備 方法W及采用該催化劑的煙氣脫隸方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光催化作為一項(xiàng)綠色環(huán)保技術(shù)越來越受到研究者的重視，它在能源再生及環(huán)境治 理方面有重要的應(yīng)用前景。由于半導(dǎo)體材料在光的激發(fā)下能產(chǎn)生具有較強(qiáng)氧化還原能力的 電子和空穴，因此常被用作光催化材料。但是，相比較于半導(dǎo)體材料而言，感光材料面化銀 A巧具有更好的光催化效果:A巧更容易吸收光子產(chǎn)生的電子一空穴對，而且，貴金屬Ag、Au 等納米粒子具有表面等離子體共振效應(yīng)，在可見光范圍內(nèi)具有更強(qiáng)的吸收性。運(yùn)里，X表示 面元素 Cl、B;r或I。
[0003] 燃煤煙氣中隸的存在形式主要有Ξ種：單質(zhì)隸化<\二價(jià)隸化和顆粒態(tài)隸化P。隸 的脫除方法主要有Ξ種:第一種是吸附法，其采用活性炭等吸附隸，但因其吸附能力之故無 法長時間使用，且價(jià)格也較昂貴、影響飛灰商業(yè)價(jià)值;第二種是催化氧化法，即金屬氧化物 與HC1或化結(jié)合將單質(zhì)隸化崔化氧化成二價(jià)隸化后被吸收液脫除，但由于該方法需要額 外添加脫隸裝置，故會增加燃煤電站的運(yùn)行成本，同時催化劑的放置也是一個亟需解決的 問題;第Ξ種方法是采用常規(guī)污染物脫除設(shè)備，其通過濕法脫硫和除塵裝置脫除二價(jià)隸化 和顆粒態(tài)隸叱9，但該方法對化<^的脫除效果甚微。
[0004] 由此可見，在現(xiàn)有技術(shù)中，煙氣脫隸方法存在脫隸效果較差或成本較高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種脫隸效果好、成本低的一種銅姉復(fù)合 面化銀/銀光催化劑制備方法W及采用該催化劑的煙氣脫隸方法。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的催化劑制備方法技術(shù)方案為：
[0007] -種銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑制備方法，包括如下步驟：
[000引步驟1、分別將一定摩爾的硝酸姉Ce(M)3)3、硝酸銅Cu(M)3)2溶于去離子水后攬拌 均勻，對應(yīng)得至化e ( N03 ) 3溶液、Cu ( N03 ) 2溶液。
[0009] 步驟2、在磁力攬拌方式下，將Ce (M)3)3溶液加入Cu(N03)2溶液中后持續(xù)磁力攬拌 20分鐘，得到第一混合溶液;之后，在第一混合溶液中加入巧樣酸，并依次磁力攬拌30分鐘、 靜置24小時，得到第二混合溶液;其中，加入第一混合溶液中的巧樣酸用量為硝酸銅與硝酸 姉摩爾量之和的1~2倍。
[0010] 步驟3、將第二混合溶液放置于70~80°C的水浴鍋中加熱6~12小時后，將其置于 陽光下暴曬至干態(tài)，將該干態(tài)樣品進(jìn)行研磨并篩分至120目W上，得到固體粉末CUyCei-yOz; 其中，y = 〇.〇5~〇.3，z為Ce與化形成穩(wěn)定氧化物時所需氧的摩爾數(shù)。
[001。 步驟4、將0.1摩爾的硝酸銀溶于一定量的去離子水后攬拌均勻，得到AgN03溶液。
[001 ^ 步驟5、將固體粉末CuyCei-yOz加入AgN03溶液中并磁力攬拌30分鐘后，得到A溶液。 [OOU] 步驟6、將0.1摩爾的Na2C〇3溶于一定量的去離子水中并攬拌均勻后，得到Na2C〇3溶 液。
[0014] 步驟7、將化2〇)3溶液加入A溶液中并磁力攬拌20分鐘后，再加入0.1摩爾的氯化鐘 KC1、漠化鐘邸r或艦化鐘KI，繼續(xù)磁力攬拌30分鐘，得到B溶液。
[0015] 步驟8、將B溶液置于50~80°C水浴加熱裝置中在磁力攬拌方式下培養(yǎng)20分鐘后， 加入10~25mL的乙二醇，繼續(xù)在水浴加熱條件采用磁力方式攬拌20分鐘后靜置12~20小 時，得到C溶液。
[0016] 步驟9、采用去離子水對切容液洗涂至中性后，置于60~80°C的烘箱中干燥24小時， 并將干燥物研磨、篩分至120目W上，得到銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑Ag/A巧/化yCei-yOz; 其中，X為Cl、Br或I。
[0017] 綜上所述，本發(fā)明所述銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑制備方法中，將具有寬帶強(qiáng)吸 收能力但對可見光卻幾乎不吸收的二氧化姉Ce化、氧化銅CuO與面化銀A巧復(fù)合，會促進(jìn)半 導(dǎo)體導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴的轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)光生電子-空穴對的有效分離，增強(qiáng)所制得銅姉復(fù)合 面化銀/銀光催化劑的光催化活性。另外，二氧化姉Ce化、納米氧化銅CuO均為用途廣泛但價(jià) 格低廉的常見材料，故所制得銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑成本也有所降低。
[0018] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的煙氣脫隸方法技術(shù)方案為：
[0019] -種采用銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑的煙氣脫隸方法，包括如下步驟：
[0020] 步驟J、將銅姉共滲雜面化銀/銀光催化劑Ag/A巧/CuyCei-yOz與水按1~5克/升的比 例混合制成反應(yīng)液。
[0021] 步驟K、由可見光照射石英玻璃類脫隸裝置中相互接觸的反應(yīng)液與含隸煙氣，反應(yīng) 液釋放的強(qiáng)氧化性徑基自由基· 0H、超氧自由基?化\空穴或C12/化2/12與含隸煙氣中的 叱^^發(fā)生氧化反應(yīng)后，得到的潔凈煙氣被排入大氣。
[0022] 綜上所述，本發(fā)明所述采用銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑的煙氣脫隸方法中，在可 見光照射下，包含有強(qiáng)活性銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑的反應(yīng)液與含隸煙氣通過強(qiáng)氧化 性徑基自由基· 〇山超氧自由基·化\空穴}1+或(：12/化2/12與原始煙氣中的化*^發(fā)生一系列 的氧化反應(yīng)，脫除煙氣中的化*\由于所采用的強(qiáng)活性銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑活性強(qiáng)， 使得強(qiáng)氧化性徑基自由基· 0H的活性更強(qiáng)，故本發(fā)明所述采用銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化 劑的煙氣脫隸方法的脫隸效果較好;而且，由于銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑成本降低了， 故本發(fā)明所述采用銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑的煙氣脫隸方法的成本也有所降低。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明所述銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑制備方法的總體流程示意圖。
[0024] 圖2為本發(fā)明所述采用銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑的煙氣脫隸方法的流程示意 圖。
[0025] 圖3為本發(fā)明所述采用銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑進(jìn)行煙氣脫隸時使用的煙氣 脫隸設(shè)備。
[0026] 圖4為本發(fā)明所述采用銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑進(jìn)行煙氣脫隸得到的脫隸效 果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對 本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0028] 圖1為本發(fā)明所述銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑制備方法的總體流程示意圖。如圖 1所示，本發(fā)明所述銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑制備方法，包括如下步驟：
[0029] 步驟1、分別將一定摩爾的硝酸姉Ce(M)3)3、硝酸銅Cu(M)3)2溶于去離子水后攬拌 均勻，對應(yīng)得至化e ( N03 ) 3溶液、Cu ( N03 ) 2溶液。
[0030] 步驟2、在磁力攬拌方式下，將Ce(M)3)3溶液加入Cu(N〇3)2溶液中后持續(xù)磁力攬拌 20分鐘，得到第一混合溶液;之后，在第一混合溶液中加入一定摩爾的巧樣酸，并依次磁力 攬拌30分鐘、靜置24小時，得到第二混合溶液;其中，加入第一混合溶液中的巧樣酸用量為 硝酸銅與硝酸姉摩爾量之和的1~2倍。
[0031] 步驟3、將第二混合溶液放置于70~80°C的水浴鍋中加熱6~12小時后，將其置于 陽光下暴曬至干態(tài)，將該干態(tài)樣品進(jìn)行研磨并篩分至120目W上，得到固體粉末CuyCei-yOz; 其中，y = 〇.〇5~〇.3，z為Ce與化形成穩(wěn)定氧化物時所需氧的摩爾數(shù)。
[0032] 步驟4、將0.1摩爾的硝酸銀溶于一定量的去離子水后攬拌均勻，得到AgN〇3溶液。 [003；3]步驟5、將固體粉末CuyCei-yOz加入AgN〇3溶液中并磁力攬拌30分鐘后，得到A溶液。
[0034] 步驟6、將0.1摩爾的Na2〇)3溶于一定量的去離子水中并攬拌均勻后，得到化2(X)3溶 液。
[0035] 步驟7、將化2〇)3溶液加入A溶液中并磁力攬拌20分鐘后，再加入0.1摩爾的氯化鐘 KC1、漠化鐘邸r或艦化鐘KI，繼續(xù)磁力攬拌30分鐘，得到B溶液。
[0036] 步驟8、將B溶液置于50~80°C水浴加熱裝置中在磁力攬拌方式下培養(yǎng)20分鐘后， 加入10~25mL的乙二醇，繼續(xù)在水浴加熱條件采用磁力方式攬拌20分鐘后靜置12~20小 時，得到C溶液。
[0037] 步驟9、采用去離子水對C溶液洗涂至中性后，置于60~80°C的烘箱中干燥24小時， 并將干燥物研磨、篩分至120目W上，得到銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑Ag/A巧/化yCei-yOz; 其中，X為Cl、Br或I。
[0038] 本發(fā)明所述銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑制備方法中，所述Ag與所述Ce的摩爾比 為5:1~10:1。
[0039] 總之，本發(fā)明所述銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑制備方法中，將具有寬帶強(qiáng)吸收能 力但對可見光卻幾乎不吸收的二氧化姉Ce化、氧化銅CuO與面化銀A巧復(fù)合，會促進(jìn)半導(dǎo)體 導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴的轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)光生電子-空穴對的有效分離，增強(qiáng)所制得銅姉復(fù)合面化 銀/銀光催化劑的光催化活性。另外，二氧化姉Ce化、氧化銅CuO均為用途廣泛但價(jià)格低廉的 常見材料，故所制得銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑成本也有所降低。
[0040] 圖2為本發(fā)明所述采用銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑的煙氣脫隸方法的流程示意 圖。如圖2所示，本發(fā)明所述一種采用銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑的煙氣脫隸方法，包括如 下步驟：
[0041 ]步驟J、將上述制得的銅姉共滲雜面化銀/銀光催化劑Ag/A巧/CuyCei-yOz與水按1~ 5克/升的比例混合制成反應(yīng)液。
[0042] 步驟Κ、由可見光照射石英玻璃類脫隸裝置中相互接觸的反應(yīng)液與含隸煙氣，反應(yīng) 液釋放的強(qiáng)氧化性徑基自由基· 0Η、超氧自由基?化\空穴或C12/化2/12與含隸煙氣中的 叱^^發(fā)生氧化反應(yīng)后，得到的潔凈煙氣被排入大氣。
[0043] 本發(fā)明所述采用銅姉復(fù)合面化銀/銀光催化劑的煙氣脫隸方法中，可見光照射的 反應(yīng)液與煙氣發(fā)生如下反應(yīng)過程：
[0044] 催化劑+hv 一 e-+h+
[0045] e-+〇2 一 · 〇2-
[0046] 片出0一 · 0H+H+
[0047] Hg°+hV · 0H/ · 〇2_一Hg2++......
[0048] HgO+Cl 2/化2/12一HgCl