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上交徐浩淼Chem. Eng. J.: FeOCl層間氯化物用于脫除煙氣中的汞

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使用當前來自工業煙氣的空氣污染裝置將氣態元素汞(Hg0 )轉化為更高價態對于汞控制至關重要。傳統技術通常使用選擇性催化還原(SCR)裝置來提高Hg0氧化性能,但其高度依賴于高溫催化劑、HCl的存在和下游液體吸收系統。
因此,上海交通大學徐浩淼團隊報道了一種通過一步熱分解法直接制備的用于將Hg0轉化為Hg2+的FeOCl催化劑。
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在低氧條件和寬的溫度窗口(100℃-300℃)下,鐵氧氯化物(FeOCl)二維納米片作為低溫催化劑具有優異的Hg0氧化性能。Hg2+的濃度在100℃-220℃時顯著提高。在此溫度范圍內轉換效率保持在85%以上。
另外,FeOCl催化劑可以進一步與MnO2結合實現固汞。FeOCl起到汞形態轉變作用,MnO2用于汞吸附。由于MnO2優異的低溫脫NOx性能,FeOCl與MnO2復合體系可應用于NOx和汞的協同脫除。
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結構分析和DFT計算表明,FeOCl的范德瓦爾斯層之間具有高活性的氯化物,導致該催化劑優異的性能。另外,氧化產物HgCl2(g)的高產率歸因于FeOCl中相對低的Fe-Cl鍵能。
本研究重點介紹了氣態Hg0到氧化態HgCl2的轉化過程,并提供了一種新的思路,可以與除塵設備結合使用,擴展煙氣汞的去除方法。
Sustained-release of interlayer chloride in iron oxychloride for mercury oxidation from industrial flue gas. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI: 10.1016/j.cej.2021.132502

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