煤基氰化物吸附材料研究进展

摘要

我国能源资源的赋存特点决定了在今后很长一段时间内,煤都是我国的主要能源。煤炭清洁转化利用以及对煤转化过程中污染物的处理对于我国经济社会的可持续发展和生态环境的保护意义重大。由于煤化工以及诸多煤转化工艺特殊的反应条件和煤特有的元素组成,煤气化煤气、热解尾气和焦炉煤气中都存在氰化物,煤气化、焦化等过程产生的废水和洗涤水同样含有一定量的氰化物,如氢氰酸(HCN)和氯化氰(CNCl)。氢氰酸和氯化氰均为高毒性气体,对含氰气体的吸附净化研究迫在眉睫。论述了净化气态氰基化合物的方法,目前对含氰气体污染源的处理方法主要有:吸收法、燃烧法、催化水解法、吸附法等。以氢氰酸和氯化氰为例,总结了其来源、处理方法和常用吸附材料。分析了活性炭、碳纤维、分子筛、金属有机框架等材料的制备方法和材料特性,目前针对多孔材料吸附剂的研究主要集中在表面改性上,使其在简单物理吸附的基础上增加化学吸附的贡献,提高活性组分负载量和分散程度、调节表面反应活性位点,这样不仅能提高活性炭基吸附剂的吸附容量和性能,且能避免因物理吸附作用力微弱而导致的吸附质脱附。对氰化物吸附材料的发展趋势进行展望,各类材料的研发重点在于:大规模、低成本连续化制备具有均一性和均匀性的吸附材料;提高材料的表面反应活性和结构效能,提高活性组分负载量和吸附容量,防止气相污染物吸附之后脱附;研发高效再生吸附材料,高效回收利用,避免产生有害固废,进而提高吸附材料的综合性能。