工業(yè)尾氣中的硫化物，不僅是造成大氣污染的主要“元兇”，也是企業(yè)面臨的環(huán)保難題。
日前，記者從昆明理工大學(xué)獲悉，該校環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院寧平、李凱教授團隊在工業(yè)尾氣精脫硫領(lǐng)域取得重大突破，研發(fā)出一種具有“動(dòng)態(tài)擇形效應”的新型催化劑，可將尾氣中硫化物深度脫除至億分之五以下，同時(shí)實(shí)現多附加值產(chǎn)品的定向調控，為工業(yè)尾氣的綠色治理與資源化利用提供了創(chuàng )新且高效的解決方案。相關(guān)研究成果已在《應用催化B：環(huán)境與能源》《環(huán)境科學(xué)和技術(shù)》等國際期刊上發(fā)表。
在煤化工、石油化工等行業(yè)，生產(chǎn)過(guò)程中排放的尾氣常含有硫化氫、有機硫等多種硫化物；若處理不當，不僅可能導致催化劑中毒，還可能進(jìn)入大氣形成酸雨、PM2.5等污染物。
然而長(cháng)期以來(lái)，傳統脫硫技術(shù)面臨諸多挑戰。如有的技術(shù)脫硫精度不夠，殘留的硫化物仍會(huì )腐蝕設備、影響環(huán)境；有的技術(shù)工藝復雜、副產(chǎn)物單一，難以兼顧環(huán)保要求與經(jīng)濟效益。
針對這一難題，寧平與李凱團隊另辟蹊徑，提出通過(guò)精準調控三氧化二鐵微觀(guān)結構的新思路，將原本僅用作吸附劑的三氧化二鐵，轉變?yōu)楦咝曳€定的硫化氫選擇性氧化催化劑。
“基于鐵與錳原子半徑和物理化學(xué)性質(zhì)相似的特點(diǎn)，我們采用錳摻雜三氧化二鐵的合成方法，成功制備出具有豐富表面非對稱(chēng)氧空位的‘金屬—分子篩’復合催化劑。”寧平介紹，這種方法能讓錳物質(zhì)完整嵌入三氧化二鐵晶格，形成獨特的非對稱(chēng)“鐵—氧—錳”結構，并進(jìn)一步構建出“鐵—氧空位—錳活性”中心，顯著(zhù)提升了催化劑的氧活化性能，為硫化物的高效轉化提供了堅實(shí)基礎。
當工業(yè)尾氣通過(guò)該團隊研發(fā)的催化劑時(shí)，不同類(lèi)型的硫化物分子會(huì )被精準識別并“捕獲”到對應的活性位點(diǎn)，反應過(guò)程中孔道結構還能隨反應條件動(dòng)態(tài)調整，確保反應高效進(jìn)行。實(shí)驗結果顯示，該催化劑對硫化氫、甲硫醇、二甲基硫醚等典型硫化物的脫除率均達到99.99%以上，最終尾氣中硫化物殘留量低于億分之五，遠優(yōu)于國家現行最嚴排放標準。
值得注意的是，科研人員還可通過(guò)調節錳的摻雜比例，靈活控制催化劑的氧化性能，以適應不同工況下的反應需求。
記者了解到，這一系列技術(shù)突破了傳統脫硫技術(shù)副產(chǎn)物單一的局限，實(shí)現了“治污”與“創(chuàng )效”的雙贏(yíng)——通過(guò)調節反應溫度和壓力，硫化物可被定向轉化為硫磺、硫酸或高純度硫單質(zhì)。其中高純度硫單質(zhì)純度達99.95%，可直接作為化工原料出售。
李凱介紹，目前團隊正積極與多家化工企業(yè)開(kāi)展合作對接，加快推進(jìn)相關(guān)技術(shù)的工業(yè)化應用。未來(lái)，隨著(zhù)持續的研發(fā)投入與技術(shù)創(chuàng )新，團隊研發(fā)的新型催化劑有望幫助企業(yè)在達成環(huán)保目標的同時(shí)，收獲實(shí)實(shí)在在的經(jīng)濟回報。
節能低碳
京公網(wǎng)安備 11010802020613號