一种铜铈复合卤化银/银光催化剂制备方法以及采用该催化剂的烟气脱汞方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及污染物防治技术，特别是设及一种铜姉复合面化银/银光催化剂制备 方法W及采用该催化剂的烟气脱隶方法。
【背景技术】
[0002] 光催化作为一项绿色环保技术越来越受到研究者的重视，它在能源再生及环境治 理方面有重要的应用前景。由于半导体材料在光的激发下能产生具有较强氧化还原能力的 电子和空穴，因此常被用作光催化材料。但是，相比较于半导体材料而言，感光材料面化银 A巧具有更好的光催化效果:A巧更容易吸收光子产生的电子一空穴对，而且，贵金属Ag、Au 等纳米粒子具有表面等离子体共振效应，在可见光范围内具有更强的吸收性。运里，X表示 面元素 Cl、B;r或I。
[0003] 燃煤烟气中隶的存在形式主要有Ξ种：单质隶化<\二价隶化和颗粒态隶化P。隶 的脱除方法主要有Ξ种:第一种是吸附法，其采用活性炭等吸附隶，但因其吸附能力之故无 法长时间使用，且价格也较昂贵、影响飞灰商业价值;第二种是催化氧化法，即金属氧化物 与HC1或化结合将单质隶化崔化氧化成二价隶化后被吸收液脱除，但由于该方法需要额 外添加脱隶装置，故会增加燃煤电站的运行成本，同时催化剂的放置也是一个亟需解决的 问题;第Ξ种方法是采用常规污染物脱除设备，其通过湿法脱硫和除尘装置脱除二价隶化 和颗粒态隶叱9，但该方法对化<^的脱除效果甚微。
[0004] 由此可见，在现有技术中，烟气脱隶方法存在脱隶效果较差或成本较高的问题。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种脱隶效果好、成本低的一种铜姉复合 面化银/银光催化剂制备方法W及采用该催化剂的烟气脱隶方法。
[0006] 为了达到上述目的，本发明提出的催化剂制备方法技术方案为：
[0007] -种铜姉复合面化银/银光催化剂制备方法，包括如下步骤：
[000引步骤1、分别将一定摩尔的硝酸姉Ce(M)3)3、硝酸铜Cu(M)3)2溶于去离子水后揽拌 均匀，对应得至化e ( N03 ) 3溶液、Cu ( N03 ) 2溶液。
[0009] 步骤2、在磁力揽拌方式下，将Ce (M)3)3溶液加入Cu(N03)2溶液中后持续磁力揽拌 20分钟，得到第一混合溶液;之后，在第一混合溶液中加入巧樣酸，并依次磁力揽拌30分钟、 静置24小时，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为硝酸铜与硝酸 姉摩尔量之和的1~2倍。
[0010] 步骤3、将第二混合溶液放置于70~80°C的水浴锅中加热6~12小时后，将其置于 阳光下暴晒至干态，将该干态样品进行研磨并筛分至120目W上，得到固体粉末CUyCei-yOz; 其中，y = 〇.〇5~〇.3，z为Ce与化形成稳定氧化物时所需氧的摩尔数。
[001。 步骤4、将0.1摩尔的硝酸银溶于一定量的去离子水后揽拌均匀，得到AgN03溶液。
[001 ^ 步骤5、将固体粉末CuyCei-yOz加入AgN03溶液中并磁力揽拌30分钟后，得到A溶液。 [OOU] 步骤6、将0.1摩尔的Na2C〇3溶于一定量的去离子水中并揽拌均匀后，得到Na2C〇3溶 液。
[0014] 步骤7、将化2〇)3溶液加入A溶液中并磁力揽拌20分钟后，再加入0.1摩尔的氯化钟 KC1、漠化钟邸r或舰化钟KI，继续磁力揽拌30分钟，得到B溶液。
[0015] 步骤8、将B溶液置于50~80°C水浴加热装置中在磁力揽拌方式下培养20分钟后， 加入10~25mL的乙二醇，继续在水浴加热条件采用磁力方式揽拌20分钟后静置12~20小 时，得到C溶液。
[0016] 步骤9、采用去离子水对切容液洗涂至中性后，置于60~80°C的烘箱中干燥24小时， 并将干燥物研磨、筛分至120目W上，得到铜姉复合面化银/银光催化剂Ag/A巧/化yCei-yOz; 其中，X为Cl、Br或I。
[0017] 综上所述，本发明所述铜姉复合面化银/银光催化剂制备方法中，将具有宽带强吸 收能力但对可见光却几乎不吸收的二氧化姉Ce化、氧化铜CuO与面化银A巧复合，会促进半 导体导带电子和价带空穴的转移，增强光生电子-空穴对的有效分离，增强所制得铜姉复合 面化银/银光催化剂的光催化活性。另外，二氧化姉Ce化、纳米氧化铜CuO均为用途广泛但价 格低廉的常见材料，故所制得铜姉复合面化银/银光催化剂成本也有所降低。
[0018] 为了达到上述目的，本发明提出的烟气脱隶方法技术方案为：
[0019] -种采用铜姉复合面化银/银光催化剂的烟气脱隶方法，包括如下步骤：
[0020] 步骤J、将铜姉共渗杂面化银/银光催化剂Ag/A巧/CuyCei-yOz与水按1~5克/升的比 例混合制成反应液。
[0021] 步骤K、由可见光照射石英玻璃类脱隶装置中相互接触的反应液与含隶烟气，反应 液释放的强氧化性径基自由基· 0H、超氧自由基?化\空穴或C12/化2/12与含隶烟气中的 叱^^发生氧化反应后，得到的洁净烟气被排入大气。
[0022] 综上所述，本发明所述采用铜姉复合面化银/银光催化剂的烟气脱隶方法中，在可 见光照射下，包含有强活性铜姉复合面化银/银光催化剂的反应液与含隶烟气通过强氧化 性径基自由基· 〇山超氧自由基·化\空穴}1+或(：12/化2/12与原始烟气中的化*^发生一系列 的氧化反应，脱除烟气中的化*\由于所采用的强活性铜姉复合面化银/银光催化剂活性强， 使得强氧化性径基自由基· 0H的活性更强，故本发明所述采用铜姉复合面化银/银光催化 剂的烟气脱隶方法的脱隶效果较好;而且，由于铜姉复合面化银/银光催化剂成本降低了， 故本发明所述采用铜姉复合面化银/银光催化剂的烟气脱隶方法的成本也有所降低。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明所述铜姉复合面化银/银光催化剂制备方法的总体流程示意图。
[0024] 图2为本发明所述采用铜姉复合面化银/银光催化剂的烟气脱隶方法的流程示意 图。
[0025] 图3为本发明所述采用铜姉复合面化银/银光催化剂进行烟气脱隶时使用的烟气 脱隶设备。
[0026] 图4为本发明所述采用铜姉复合面化银/银光催化剂进行烟气脱隶得到的脱隶效 果图。
【具体实施方式】
[0027] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对 本发明作进一步地详细描述。
[0028] 图1为本发明所述铜姉复合面化银/银光催化剂制备方法的总体流程示意图。如图 1所示，本发明所述铜姉复合面化银/银光催化剂制备方法，包括如下步骤：
[0029] 步骤1、分别将一定摩尔的硝酸姉Ce(M)3)3、硝酸铜Cu(M)3)2溶于去离子水后揽拌 均匀，对应得至化e ( N03 ) 3溶液、Cu ( N03 ) 2溶液。
[0030] 步骤2、在磁力揽拌方式下，将Ce(M)3)3溶液加入Cu(N〇3)2溶液中后持续磁力揽拌 20分钟，得到第一混合溶液;之后，在第一混合溶液中加入一定摩尔的巧樣酸，并依次磁力 揽拌30分钟、静置24小时，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为 硝酸铜与硝酸姉摩尔量之和的1~2倍。
[0031] 步骤3、将第二混合溶液放置于70~80°C的水浴锅中加热6~12小时后，将其置于 阳光下暴晒至干态，将该干态样品进行研磨并筛分至120目W上，得到固体粉末CuyCei-yOz; 其中，y = 〇.〇5~〇.3，z为Ce与化形成稳定氧化物时所需氧的摩尔数。
[0032] 步骤4、将0.1摩尔的硝酸银溶于一定量的去离子水后揽拌均匀，得到AgN〇3溶液。 [003；3]步骤5、将固体粉末CuyCei-yOz加入AgN〇3溶液中并磁力揽拌30分钟后，得到A溶液。
[0034] 步骤6、将0.1摩尔的Na2〇)3溶于一定量的去离子水中并揽拌均匀后，得到化2(X)3溶 液。
[0035] 步骤7、将化2〇)3溶液加入A溶液中并磁力揽拌20分钟后，再加入0.1摩尔的氯化钟 KC1、漠化钟邸r或舰化钟KI，继续磁力揽拌30分钟，得到B溶液。
[0036] 步骤8、将B溶液置于50~80°C水浴加热装置中在磁力揽拌方式下培养20分钟后， 加入10~25mL的乙二醇，继续在水浴加热条件采用磁力方式揽拌20分钟后静置12~20小 时，得到C溶液。
[0037] 步骤9、采用去离子水对C溶液洗涂至中性后，置于60~80°C的烘箱中干燥24小时， 并将干燥物研磨、筛分至120目W上，得到铜姉复合面化银/银光催化剂Ag/A巧/化yCei-yOz; 其中，X为Cl、Br或I。
[0038] 本发明所述铜姉复合面化银/银光催化剂制备方法中，所述Ag与所述Ce的摩尔比 为5:1~10:1。
[0039] 总之，本发明所述铜姉复合面化银/银光催化剂制备方法中，将具有宽带强吸收能 力但对可见光却几乎不吸收的二氧化姉Ce化、氧化铜CuO与面化银A巧复合，会促进半导体 导带电子和价带空穴的转移，增强光生电子-空穴对的有效分离，增强所制得铜姉复合面化 银/银光催化剂的光催化活性。另外，二氧化姉Ce化、氧化铜CuO均为用途广泛但价格低廉的 常见材料，故所制得铜姉复合面化银/银光催化剂成本也有所降低。
[0040] 图2为本发明所述采用铜姉复合面化银/银光催化剂的烟气脱隶方法的流程示意 图。如图2所示，本发明所述一种采用铜姉复合面化银/银光催化剂的烟气脱隶方法，包括如 下步骤：
[0041 ]步骤J、将上述制得的铜姉共渗杂面化银/银光催化剂Ag/A巧/CuyCei-yOz与水按1~ 5克/升的比例混合制成反应液。
[0042] 步骤Κ、由可见光照射石英玻璃类脱隶装置中相互接触的反应液与含隶烟气，反应 液释放的强氧化性径基自由基· 0Η、超氧自由基?化\空穴或C12/化2/12与含隶烟气中的 叱^^发生氧化反应后，得到的洁净烟气被排入大气。
[0043] 本发明所述采用铜姉复合面化银/银光催化剂的烟气脱隶方法中，可见光照射的 反应液与烟气发生如下反应过程：
[0044] 催化剂+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