改性吸附剂脱除工业废气中AsH₃研究进展

来源期刊：材料导报2018年第23期

论文作者：王学谦 谢怡冰 宁平 王郎郎 林奕龙 黄红旗

文章页码：4089 - 4099

关键词：砷化氢;迁移转化;改性吸附剂;气体净化;

摘    要：非常规大气污染物砷化氢（AsH₃）主要来源于有色金属矿冶炼、磷化工、煤化工、石油加工炼制等行业,其特有的毒性对人体健康和生态安全造成严重的威胁。20世纪初,国内外一直鲜有关于砷化氢去除的研究,近几十年来,由于人类工业化进程的加快,越来越多的学者对砷化氢的毒性性状、迁移转化和去除机制开展了研究。由于砷化氢具有较强的还原性,早期的去除方法主要为氧化性溶液吸收法,目前国内仍采用此方法,后来又相继出现直接燃烧法和催化分解法。然而,这几种方法都存在能耗大、工艺复杂等缺陷。研究者们致力于寻找一种更合理的砷化氢去除方法。对比一些结构不规则、比表面积小的传统吸附剂,改性吸附剂具有三大优势:（1）通过化学吸附、催化氧化等多种途径去除砷化氢,效率高、成本低;（2）对目标污染物具有选择性吸附能力;（3）砷化氢的反应产物能被稳定吸附在改性吸附剂上,不会造成二次污染。在较高效率的改性吸附剂中已获得成功应用的载体材料包括活性炭、介孔氧化铝和各类分子筛等。其中铜基改性活性炭吸附剂的研究应用最早;钯基改性介孔氧化铝是目前抗毒稳定性最强的改性吸附剂;公认的21世纪"革命性材料"——石墨烯也被改性并应用于砷化氢的去除研究。近几年的研究工作将负载双金属协同作用、载体优化等手段引入改性吸附剂的制备中,实现了改性吸附剂的晶体结构规整化和表面化学活性优化,为砷化氢去除效率的再次突破性提高提供了可能。此外,除研究改性吸附剂的作用机理和去除性能外,研究者们主要在选择合适的活性组分和载体材料组合制备工艺方面进行了不断尝试,并取得了丰硕的成果,在充分发挥改性吸附剂高效去除能力优势的同时大幅提升了工业适应性。目前,已有几种改性吸附剂应用于工业排放废气中砷化氢的净化处理。本文总结了砷化氢的主要工业来源和排放后的迁移转化过程,综述了吸附法脱除工业废气中砷化氢研究进展及其在工业上的应用现状;指出虽然改性吸附剂去除砷化氢技术可行,可为工业上高效去除砷化氢废气提供新思路,但是依然存在吸附剂工业推广方面的经验较为欠缺、相关研究较少等问题。随着国家对砷化氢污染造成的环境问题越来越重视,一些更高效、经济和环保的改性吸附剂将会成为研究热点,具有广阔的工业应用前景。