CN101330964B - 从包含汞的气体混合物中俘获汞 - Google Patents

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Abstract

提供了一种组合物，该组合物是通过对含碳纤维毡或其它含碳基材形式进行化学处理而得到的，其具有很高的从废气等中俘获汞的效率和能力。该组合物优于已知的组合物，特别是在严酷的去活化条件下的性能优于已知的组合物。该组合物是通过使得某些特定的含硫化合物在与活性炭粉末、活性炭纤维或其它碳化形式接触的情况下热解而制得的。这些新颖的汞结合组合物的前体化合物包含下式表示的结构部分：
Figure B2006800474586A00011
其中X，Y是单独的原子，或者是由一些原子组成的官能团，使得与硫结合的原子不是氢。X和Y可以直接连接在环状结构中，或者通过其它原子连接在环状结构中。

Description

从包含汞的气体混合物中俘获汞
发明领域
本发明涉及可用来从燃气流中俘获和除去汞的组合物和设备。本发明特别适于在高达约135-225℃的温度下从另外还包含SO2和NOx的气流中俘获汞。
发明背景
在2005年3月，美国成为了第一个对烧煤的发电站的汞(Hg)排放作出规定的国家。当时，环保局(EPA)出台了清洁空气汞法令(CAMR)，该法令针对全国范围内的公共事业单位，该法令的目标是到2018年时，将公共事业单位的Hg排放量从当时的48吨/年减小到15吨/年，减小约70％。强制的排放限制随着时间日趋严格，不附合规定者会受到严厉的惩罚。很明显，烧煤的发电站，以及所有其它会排放含汞的气体排放物的单位都会在经济和其它方面受到激励，以致力于采用新的低成本的方法减少汞的排放，以及改进它们的污染控制设备的效率。
用来从气流中除去颗粒的常规方法包括各种过滤器元件结构，其中一些是自负载式的，一些则安装在合适的负载结构之内。这样的过滤器元件包括过滤袋、过滤管、过滤筒、过滤罐和过滤平板。这些各种过滤部件通常负载和容纳在所谓“集尘室”的装置中。
另外，人们还使用活性炭(AC)粉末从来自发电站、焚化炉、火葬场的废气流、以及其它类似的含汞排放物中俘获汞和其它污染物。例如，2002年10月16日提交的共同转让的美国专利申请第S.N.10/272,487号揭示了一种特别适合从烟气中俘获汞的过滤系统。该文献参考结合入本文中，该系统包括过滤元件以及位于过滤元件下游侧的吸附部件，所述吸附部件具有汞俘获部件。
美国专利第6,322,613B1号揭示了一种用来从气体混合物回收汞的方法，其中含碳的进料(具体来说是废轮胎和橡胶废料)首先进行热解和活化，产生硫含量至少为3重量％的活性炭吸附剂(第1栏，第60-65行)，然后使含汞的气流在例如50-200℃的低温环境下通过该吸附剂，从而制得含汞的吸附剂和脱除后的气流(stripped gas stream)。然后在更高的温度下使再生气流在吸附剂上方通过，制得富含汞的气流并使得吸附剂再生(第2栏，第1-8行)。
另外，所述专利文献和一般的技术文献多是揭示了将元素态硫用于从流动的气流(包括燃烧烟气)中脱除汞的工艺中。
但是，大量的现有技术均未揭示或提出适合于从包含SO2和NOx以及汞的气体混合物中俘获汞的组合物和方法，而且从该气体混合物中俘获汞的能力超过10毫克Hg/克吸附剂。事实上，本发明使得从这样的气体混合物中俘获汞的能力超过100毫克Hg/克吸附剂，提供了能够满足上述EPA规定的有益的组合物。
发明内容
提供了一种用来从含汞的气体混合物俘获汞的组合物。该组合物包含高表面积活性炭基材，在该活性碳基材上负载着至少一种具有以下特征结构部分的硫化物在所述碳基材表面上原位热解的产物：
Figure S2006800474586D00021
其中X和Y均不为H，X或Y中的不超过一种是S或O，X和Y可连接在环状结构中，将X或Y与S相连的键可以是单键、双键或内层配价键。参照F.Basolo和R.G.Pearson著的《无机反应机理(Mechanisms of InorganicReactions)》J.Wiley and Sons出版社，纽约，第一版，1958年，第3ff页，对于用于本文的定义，在配位化学中，内层配价键是中心离子(通常是金属阳离子)与直接相连的配体(在此情况下为中性硫化合物或含硫的阴离子)之间的定域键，其中“S”配体为金属阳离子的空轨道提供一对电子，通常没有改变金属离子形式上的氧化态。本发明组合物的碳含量至少为50重量％，该组合物的表面积至少为200m2g-1B.E.T.，其表面积优选至少为500m2g-1B.E.T.。
该组合物的汞俘获能力超过10毫克Hg/克组合物，其汞俘获能力可超过100毫克Hg/克组合物。
所述活性炭基材可包括粉末形式的活性炭、碳纤维形式的活性炭、碳毡形式的活性炭，或者活性炭的其它物理形式。
一种优选的硫化合物是二甲亚砜，但是其它化合物也是合适的，例如但不限于2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-硫醇)，2-苯甲酰氨基-3-(4-氯-苯基)-硫代丙烯酸S-(2-巯基-4-甲基-苯基)酯，二乙基二硫代氨基甲酸锌，二甲亚砜与2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2硫醇)的混合物，以及二甲亚砜与二乙基二硫代氨基甲酸锌的混合物。
还提供了可用来从包含汞的气体混合物中俘获汞的设备，该设备包括一个部件，该部件包括透气性负载构件，混合物通过该构件。所述负载构件之上具有组合物，所述组合物包含高表面积活性炭基材，在该活性炭基材上负载着具有以下特征结构部分的至少一种硫化合物在所述碳基材表面上原位热解反应的产物：
Figure S2006800474586D00031
其中X和Y都不是H，X或Y中不超过一种是S或O，X和Y可以连接在环状结构中，将X或Y与S相连的键可以是单键、双键或内层配价键。所述活性炭基材可以是上文所述的活性炭。所述负载构件可以是管状的，或者其可以为平坦片材的形式，该片材可以打褶以增大其有效几何面积。所述过滤部件可使得负载构件为容纳在过滤罐之内的整体料，集尘室中的过滤器，脉冲式射流过滤袋(pulse jet filter bag)中的插入件，为位于静电集尘器下游的移动带的形式，或者为能够物理设置于流动的气流内的任意形式。
本发明还包括一种从包含汞的气体混合物中除去汞的方法，该方法包括使所述气体混合物通过透气性负载构件，该构件上负载着上述组合物。该方法特别适于从同时包含显著量的SO2和NOx中的至少一种的物流中脱除Hg，特别适于气体混合物包含显著量的SO2的情况。当所述气体混合物在例如约135-225℃的较高温度下通过负载构件的时候，该方法是很有效的。
另外，提供了一种用来从包含汞的气体混合物中俘获汞的上述组合物的制备方法。该方法包括：
(a)溶解或熔化具有以下特征结构部分的至少一种硫化合物：
Figure S2006800474586D00041
其中X和Y都不是H，X或Y中不超过一种是S或O，X和Y可以连接在环状结构中，将X或Y与S相连的键可以是单键、双键或内层配价键，从而
(b)制得可流动性的(mobile)液相硫化合物，
(c)在空气中、或任选在惰性气氛中，将高表面积含碳前体加热至约40-80℃，
(d)用所述液相硫化合物浸渍所述碳前体，
(e)在空气中，在一定温度下使得所述浸渍在碳前体中的硫化合物热解，所述温度足以使至少一部分所述硫化合物分解，但是所述温度不至于高到使其主要分解为元素态硫，
(f)对如上所述在空气中制得的热解的组合物进行冷却，从而提供用来俘获汞的本发明的组合物。所述热解优选在190-225℃的温度下进行约30分钟。该过程可包括在进行步骤(e)之前重复步骤(a)至(d)，以增大组合物中包含的硫化合物的总浓度。
附图说明
在附图中，图1是活性炭毡基材的示意图，该基材负载着浸渍在其中的热解的本发明含硫化合物，所述基材任选地夹在覆盖层之间；
图2示意性地显示了集尘室操作，其中所示管式过滤介质包括用根据本发明的热解的含硫化合物浸渍的活性炭基材；
图3显示了负载在带凸缘的金属笼组件内的图2的集尘室中的一个过滤袋的分解透视图，它们如图2所示都通过管板固定就位；
图4是负载着浸渍在其中的本发明热解产物的打褶的活性炭基材的示意图，该复合组件的尺寸适于常规的过滤集尘室；
图5是作为整体料容纳在筒之内的本发明过滤介质的分解透视图；
图6是通过使气体通过根据本发明的过滤介质，从所述气流除去Hg的过滤设备和方法的示意图，所述过滤介质是位于静电集尘器下游的移动带的形式。
结合附图对本发明和优选实施方式的详述
本文提供了通过对碳纤维毡形式或其它含碳基材进行化学处理而制得的组合物，该组合物具有很高的从烟气等中俘获汞的效率和能力，本文还提供了所述组合物的制备方法。这些组合物优于已知的组合物，特别是它们在严酷的去活化条件下的性能优于已知的组合物。
本发明的组合物是通过某些含硫化合物在与活性炭粉末、活性炭纤维或其它碳化形式接触的情况下热解而制得的。我们认为，这种新组合物的特征是，官能化的碳表面在升高的温度下对汞表现出不同寻常的亲和性。尽管许多硫化合物和一些种类的活性炭组合能够产生在高温和存在氧化硫气体的条件下具有有限的结合元素态汞的组合物，但是只有一些这样的组合能够制得具有远胜余者的俘获性能的组合物。本发明特殊的前体硫化合物能够制得官能化的碳部分，该碳部分可表现出远胜于由其它已知硫化合物制得的产品的优良性能特征。
如下文所述，在引入包含水蒸气、氧化硫和氧化氮、氯化氢和氧气、以及元素态汞的动态流动吸附测试中，本发明优选的组合物超过了汞结合能力的规定数值以及汞结合效率的规定数值。已知的现有技术的组合物是无法满足该性能标准的。
一种制备本发明的活性汞结合组合物的方法如下：1)将下面定义的合适的前体S化合物或这些化合物的混合物溶解在合适的溶剂中，或者使所述硫化合物熔融，以制备流动性液相；2)在空气或真空中，或者在惰性气氛中，将含碳前体毡或其它碳形式加热至约40-80℃；3)在空气或真空中，或者在惰性气氛中，用溶液或熔融的S化合物浸渍所述碳基材；4)在空气环境下，在马弗炉内，在一定的温度下对所述浸湿的碳进行煅烧或热解一段时间，所述温度应高到足以使至少一部分的硫化合物分解，但是又不至于高到使硫化合物完全分解成元素态硫，所述煅烧或热解的时间足以放出大部分的烟气，所述煅烧或热解的条件通常为在190-225℃下加热30分钟；5)在空气中使所述热解的样品冷却；6)如果存在过多的粉末，则将所述过多的粉末从热解的样品的干燥表面吹走。
可以在进行步骤4之前，将上面的步骤1-3重复数次，或者可以重复整个过程，以使得热解的样品上累积的总S浓度达到下述的所需范围。
可使用其它的涂覆方法，包括使用具有可接受的结构的气态硫化合物的粉末化活性炭的流化床涂覆，分散的碳粉末或纤维的浆液相涂覆，然后对湿润的固体进行过滤和急骤热解，溶液在纤维上的超声分布，以及用溶液物质真空吸收碳，这两种方法随后都进行热解。本领域技术人员能够理解该过程的其它变化形式会导致在进行本发明的热解步骤之前，使得良好分散的硫化合物与含碳基材紧密接触。
热解温度将根据所用的化合物和所用的溶剂体系变化。对于一种优选的浸渍剂，将二甲亚砜作为″合适的硫化合物″浸渍剂或与其它合适的硫化合物一起用作溶剂的时候，优选热解温度为200-220℃。热解的优选最高温度约为359℃，通常优选的最低温度为185℃。
可接受的含硫浸渍剂的加载量可取决于碳的表面积。对于表面积约1200米2克-1的活性炭毡，这相当于根据所用的具体化合物，热解之后，最高约为50重量％的浸渍剂加载量的掺杂水平。通常优选的范围约小于25-30重量％，且约大于2重量％。可以以高于约30％的加载量制得可接受的组合物。在此可接受的体相加载范围内，优选的组合物在表面上的硫为2-10原子％(通过XPS测量)。浸渍剂优选的体相加载量的上限对应于使用系列的动态汞吸附测试，足以封闭显著量的活性位点的最小的量，所述活性位点是在热解时形成的。可通过使用少量原型试样，在样品不与汞接触的情况下，进行一定范围的硫加载试验测定(经验性的)，其方法是考察一系列S/C比逐渐增大的热解的样品的反相气相色谱(IGC)，在IGC技术中，使用丁醇之类的相互作用的被吸附物。可对S/C比值进行选择，以使得活性炭体系中，在高于物理吸附峰(通常约380-400K)的温度下出现的峰的峰面积最大化。约高于400K的温度下出现的较高温度峰的累积面积反映了可达的表面位点的数量。当掺杂剂的水平超过系列制备中表面开始被堵塞的点(其作为加载(即S/C)的上限)时候，这些试验面积开始下降。或者可以用氮孔隙率法测量具有变化的S/C的一系列制备所得的B.E.T.表面积，从而判断用于各种加载水平的表面堵塞的相对程度。优选在加载硫化合物并热解之后，表面积超过约400米2克-1。
出于比较的目的，已经发现在不进行热解步骤的情况下制得的组合物会产生结合汞的效率低下的系统，或者产生对于工业规模应用不可接受的挥发性或易燃的材料。人们可以合理地预期在制备过程的热解步骤期间，通过前体硫化合物的氧化制得了能够有效地结合汞的化合物。但是，不论是否对含碳基材和硫化合物的组合进行热解，使用一种最佳的活性前体硫化合物的预期主要氧化产物制得的组合物并不能特别有效地进行汞结合。已经发现，最佳的前体在二氧化硅凝胶上热解所得的效果并不像在碳纤维上热解所得的效果那么好。因此，尽管不希望被任意工作原理所约束或限制，但是本文所述的在碳上进行的热解步骤会产生足够的表面官能度，它们能够按照化学计量或催化性地氧化和结合零价的汞，可能每个位点包含至少一个硫以及一个或数个碳原子。在该位点或相邻的位点还可存在其它的原子，例如氧原子，但是认为硫原子上的至少一个孤对电子对可用来与汞相互作用，至少作为最初连接的点。一种假设描述了可能存在的独特的分离的位点，该位点能够氧化汞，随后与氧化形式的汞相结合。
根据本发明，认为前体硫化合物独特的结构性质(该结构性质造成过滤系统具有特异的汞结合效率和/或能力)是由于存在与至少两个其它的非氢原子相连的至少一个受限制的硫原子而造成的。还可存在另外的S原子，这些另外的S原子与氢原子相连，同时仅与一个另外的原子相连。在这些结构中还可存在其它的杂原子。
这些新颖的结合汞的组合物的前体化合物可接受的结构包括下式所表示的片断：
Figure S2006800474586D00071
其中X，Y是独立的原子，或者是由一些原子组成的官能团，使得与硫连接的原子不是氢。X和Y可以连接在环状结构中，可以直接连接在环状结构中，或者可通过其它的原子来连接。
具体的可接受的前体化合物包括2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑，锌的二乙基二硫代氨基甲酸根络合物，二甲基二硫化物(也被称为甲烷硫代甲烷)，以及二甲亚砜。用于比较的具体的不可接受的前体化合物包括4，4′-硫代二苯硫醇，硫代乙酸，以及二乙基二硫代氨基甲酸铵。其它可接受的前体物质包括以下阴离子的第一系列过渡金属络合物：二硫代氨基甲酸根，二硫代羧酸根，黄原酸根，二硫代亚膦酸根，二硫代碳酸根，三硫代碳酸根，硫代黄原酸根，以及二烷基二硫代磷酸根等，只要在络合物中，至少一个硫原子通过与两个其它的非氢原子结合而被限制即可。与金属中心的配位共价键合是可以接受作为与硫的一种键合的。这些金属络合物通常是不优选的，这是由与热解后活性炭上之后的汞结合能力无关的一种或多种辅助性的特性导致的，例如：高成本、溶解性差、高分解温度、先天毒性、有害的分解、以及其它的因素。
适用于本发明的碳化纤维或粉末的种类是具有以下性质的碳：作为已经活化且含有约大于70％碳含量的纯净的材料，其B.E.T.表面积至少约为200m2g-1，优选至少约为500m2g-1。还可使用包含很大一部分活性炭或活性炭前体的复合材料。一种优选的复合材料由包含1-95重量％的作为填料的活性炭的PTFE纤维组成。包含碳纳米管、巴基球(bucky ball)或其它碳分子筛结构的复合物也可用作前体，只要能够满足表面积的要求即可。尽管要达到最低的可接受度，颗粒的孔结构或形貌并不重要，但是优选的含碳形式在真空下在200℃加热处理至少6小时之后，通过氮脱附孔隙率法测定(假定相当于圆柱形的孔)，其在10-100纳米直径孔径范围内的孔体积至少为0.3mLg-1。优选用酸性含磷化合物处理作为活化步骤的一部分的碳，但是这并非关键。优选的碳或含碳复合物的物理形式是纤维或毡结构。
根据本发明，参照附图提供了用于除汞的设备和方法的最佳的具体实施方式，图1显示了一种复合过滤器结构10的普通示意图，该结构10由用上文所述含硫化合物的热解产物浸渍的活性炭毡片材12组成，所述浸渍的碳毡夹在任选的层14之间，所述层14是例如用于袋式过滤器的初级尘粒俘获薄膜(primary dust capture membrane)。使用本发明的理念的过滤装置将特别适于集尘室，作为安装在所述初级尘粒俘获薄膜14后面的袋状衬里12，这是因为在这些系统中产生的飞尘没有在烧煤的发电站中被污染。因此，通过出售这种飞尘将持续产生大量的收益来源，同时汞污染物将被除去，这些过程均显示于图2中。
参照图2，图中显示了常规的集尘室操作，其中管式复合过滤介质12负载在外壳40之内的笼50中，位于初级过滤袋薄膜(primary filter bagmembrane)48之内和下游，它们均被管板46固定就位。污染的气体22如图所示通过进口42进入系统，通过过滤元件48，12，在过滤元件48、12处将颗粒52滤出，同时吸附汞，清洁后的气体24如图所示从排气口44排出。周期性地通过进口41脉冲注入空气以清洁颗粒52，在后方将颗粒和飞尘收集在料斗40的底部中，以后移除。
图3显示了图2所示大量过滤袋组件中之一的分解透视图。初级过滤袋薄膜48由不锈钢笼50负载，其中固定着用根据本发明的热解产物浸渍的活性炭基材12，图中显示所述活性炭基材12为管状，通过笼50和任选的内部管状负载网格49固定就位，所述内部管状负载网格也可以是不锈钢。该组件通过凸缘51在管板46中固定就位(图2)。
图4显示了本发明过滤元件12′的一种打褶的任选变化形式，所述褶皱增大了有效过滤面积，从而提高了过滤能力，该过滤元件12′的尺寸设计成适合于常规的集尘室。
图5显示了作为螺旋取向的整体性过滤器容纳在筒主体60内的本发明的过滤元件12″，所述筒主体60具有进口筛62，污染的气体22会通过该进口筛62。除去污染物之后，清洁的气体24向外通过排气通道64。阀门控制的脉冲供气66进入筒外壳60中，提供脉冲空气将从过滤元件清洁掉颗粒，其细节未在图中显示。
图6示意性地描绘了用来从常规焚化炉或加热炉20产生的含汞气流22脱除汞的设备和方法，其中污染的气体22首先通过静电集尘器18，然后通过汞吸附器16。移动带10′连续地通过所述系统，其主要如图1所示构建，硫化合物处理的活性炭基材12(未显示)用挠性的机械负载薄膜14(也未显示)负载。当移动带组件10′连续通过所述系统的时候，颗粒和细粉会在位置34被除去，活性炭浸渍剂可在位置32再生和/或替代，使得该系统基本可以连续操作。如图所示，除去污染物的气体24在烟囱30连续排放。
下面包括了用来说明根据本发明的组合物的汞结合(俘获)效率和能力的实施例的结果。在这些实施例中，描述了某些测试，报道了其结果，这些测试基本上如共同拥有的美国专利申请第10/272,487号所述，该文献通过参考结合入本文中，并且如下所述对测试进行了改变。这些具体的测试包括：
(1)用于表面积测定的B.E.T.法；
(2)汞俘获效率和能力测试；
(3)安大略-水测试(Ontario-Hydro Test)；
(4)弗雷泽测试(Frazier Test)。
本文中，汞俘获效率和能力测试由S.N.10/272,487所述的测试改变而来，对模拟烟气流的组成、进口汞浓度、空速、测试温度进行了如下文详述的改变。另外，类似于安大略-水测试中使用的组成的氯化锡基气体洗涤器(采尘起泡器)安装在反应器序列之内的还原炉之后，以确保当气流中包含HCl和氧化氮的时候，将离子态汞化合物完全还原为零价态。所述采尘器溶液经常用新鲜溶液补充。除非另外说明，模拟的烟气组成由下表所列的组分组成：
H2O    4体积％
O2     6体积％
SO2    80ppm
NO     300ppm
HCl    4或50ppm
Hg     33-1000ppb(如实施例中所述发生变化)
N2     余量
等温测试温度为150+2℃。表面速率如以下数据表所示，在2-8英尺/分钟的范围内变化。进口汞浓度在33-1000ppb范围内变化，同样如数据表所示。该测试方法对实施例所述的材料的测试结果列于下表2。
还对以下一些实施例进行了在本文中称为α-筛分测试的测试。该汞吸附测试是一种快速的筛分测试，其持续时间比上述复杂的汞俘获和效率测试短，仅仅是设计用来估计在SO2和其它酸性气体组分的存在下固体吸附剂的相对初始汞去除效率，而不是测试样品对汞的总吸附能力。类似地，在恒温和固定气体流速条件下，使得具有固定几何面积的模头切割的多孔毡样品与包含固定汞浓度的流过的气流接触规定的时间。在接触、研磨和均一化之后进行破坏性分析，以测量吸附在各固体样品上的汞的总量。可以将数据归一化到固定的基材重量水平，这对于评定填充床中的粉末样品的级别是特别有用的，但是后一种方法容易在任意特定操作过程中，由于非汞组分的吸附或脱附造成称重的不精确。在实际中，该α-筛分测试的相对精度小于汞俘获效率和能力测试，但是该α-筛分测试能够特别有效地确定样品初始汞去除效率的大致的相对性能。
所述α-筛分测试装置是使用含氟聚合物管道垂直设置，将氮气流从质量流量控制器输送到位于玻璃U型管中的市售汞扩散管[美国得克萨斯州，休斯敦市，维希玫特尼克斯设备公司(Vici Metronics Instruments，Houston，TX)]中，所述玻璃U型管置于恒定温度浴中，通常保持在75℃。引入所述气流的汞浓度远低于对应于室温下的汞蒸气压的浓度。通过以下步骤，偶尔地对渗透管之后的气流进行监控，以确保测试样品之间汞浓度随时间的稳定性：通过两路阀门使气流转向到第二气流管，用固定量的氮气流对改道的气流进行稀释，使用Genesis Hg253型监控装置监控稀释之后气态汞浓度随时间和浴温变化的变化。在实际操作过程中，含汞的气流不通向Genesis监控装置，而是通过15％HCl水溶液采尘器，以便以相关联的比例引入水和HCl。在下游插入测试样品之前，需要采尘器运作至少30分钟，以确保可溶的汞达到稳态。起泡器输出的酸浓度是通过以下方式检测的：使其喷射通过水，测量pH值随时间的变化。在HCl采尘器之后，通过安装有维通(Viton)O环密封装置的微转子流量计将NO，空气，SO2和另外的氮气通过合适的止回阀从汽缸引入气流。位于气体引入点下游的填装玻璃珠粒的玻璃容器用作混合器。将室温混合的气体导向容纳在蛤壳炉内的硼硅酸盐玻璃或石英玻璃样品测试室，所述蛤壳炉安装有合适的热电偶，用电压比例控制器和超温关闭装置控制。用圆形模头切割多孔过滤器原型的测试样品，将其安装在壳内构建的玻璃填充PTFE安装环(内径＝0.750英寸)之间，钳制在容纳于炉内的具有喇叭形端部的硼硅酸盐玻璃管[美国宾夕法尼亚州，肯尼特广场，派司克实验室销售处(Pesce Lab Sales，Kennett Square，PA)]之间，基本保持在170±5℃。导向样品的管子的前部作为气体预热器。对于粉末状的样品，将合适重量的填充床置于包含烧结石英圆盘的不同样品支架中，将粉末固定就位。在每个连接处使用三路阀门安装绕过样品支架的支路管道。将包含市售碘化的碳[Barneby-Sutcliffe]的第二汞俘获器置于炉子的下游，在每次操作之后也进行分析，以助于接近材料平衡，如下文所述。将出口气流排放到在常压下操作的涤气器系统，然后排放到实验室通风柜。用于测试的常规的气流浓度和流速如下：
O2         8体积％
H2O        2体积％
SO2        160ppm
NO         240ppm
HCl        20ppm
Hg         0.56ppm
气体流速   200毫升/分钟，NTP
空气与织物的比率8英尺/分钟
在绕过样品的情况下，流动、温度和浓度平衡之后，将每种样品置于气流中，接触1小时，然后通过旁路模式使得气流折回。取下所述样品，湿度平衡，称重，研磨，用500毫克研磨过的未使用过的活性炭纤维(未接触过)稀释，然后均一化。用美国俄亥俄州卢米克斯(Ohio Lumex)制造的RA-915/RP-91C型市售热解/赛曼(Zeeman)效应校正的冷蒸汽原子吸收分析仪对固体进行汞分析。将各种样品的小等分试样(数十毫克)置于900℃的炉内，从固体中脱除汞，将其还原至0价的形式。在气流中将释放的汞吹扫入测量室之内，通过对信号进行积分，乘以校正因子，从而测定总汞量。使用含32.6wppm汞的NIST 2710标准污物校正该装置。所述下游的碘化的碳俘获器任选地进行研磨，类似地进行分析，以独立地计算通过试样的汞的量(即没有被试样俘获的汞)，以进行材料余量截止。数据以被各种样品俘获的总附带汞的百分数表示。使用该测试方法测得的数据列于下表1。
以下非限制性的实施例说明了本发明的组合物用来从含汞的流动气流中俘获汞的出人意料的惊人的高效率和能力。
实施例
实施例1.(比较)未处理的VAF-90活性炭毡样品(ACF)[中国上海的上海第一ACF有限公司(Shanghai No.1ACF Company Co.，Ltd.(Shanghai，China))]在马弗炉内，在空气气氛下，在200℃加热30分钟，然后在空气中冷却。该材料作为通过α-筛分测试测定结合汞的亲和性的对照样品，结果列于表1。
实施例2.在实验室规模的原型织网涂覆设备上制造了10英尺长×5.5英寸宽的一卷VAF-90活性炭毡(ACF)，所述涂覆设备的构造如下：松卷辊向浸渍辊送料，所述浸渍辊导向加热的静态浸渍槽，该槽中包含与空气接触同时保持在标称60℃下的无水二甲亚砜(DMSO)。ACF带移动通过所述液体，与DMSO接触约3秒，然后通过滴液棒，通过一对未加热的带齿冠的铬辊，所述铬辊设计作为恒压的夹钳装置，以挤出多余的液体。该ACF带被接收在卷带盘上，切成三片，悬挂在排气的溶剂额定烘箱中，在200℃的设定温度下保持约45分钟。该样品释放出浓烟约10分钟。该样品进行冷却，在实验室通风柜中空气平衡，用通气软管吹净灰尘。对该材料的一部分进行光谱分析，使用α-筛分测试测量另一部分的汞结合亲和性。结果列于表1。另一部分在存在SO2，NO和HCl的条件下，通过权威性的汞俘获效率和能力测试进行测定，结果列于表2。
实施例3。通过以下方式制备了两次浸渍的样品：在实验室通风柜内，将3.7克的实施例2最终带材的一部分置于铝箔上，所述铝箔覆盖在实验室加热板上，加热至大约50-70℃。又用滴液吸移管将过量的DMSO(27.6克)再次浸渍在样品上，直至样品湿润但是没有液滴滴下。将该潮湿的固体置于弯曲的不锈钢筛网上，该筛网允许空气在毡层下循环，该筛网和毡层在预热的抽气的防爆马弗炉中，在200℃的设定温度下处理22分钟。大约12分钟之后，停止冒烟，处理之后，未测得明显的增重。对该材料的一些部分进行光谱分析、弗雷泽测试(Frazier testing)、以及使用氮孔隙率法测定BET表面积。通过α-筛分测试对另一部分进行汞结合亲和性测试。结果列于表1。在SO2，NO和HCl的存在下通过权威性的汞俘获效率和能力测试对另一部分进行测试，结果列于表2。
实施例4.将称重的VAF-90活性炭毡(ACF)样品置于铝箔上，所述铝箔覆盖着实验室加热板，其在通风柜中，在空气中加热至大约90℃。趁热，将0.32M的5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-硫醇(ATDT)[α-艾塞(Alfa-Aesar)]在含水二甲亚砜中的热溶液从两个面浸渍到ACF中，然后对所述毡材进行吸干，以除去过量的溶液。将该潮湿的固体置于弯曲的不锈钢筛网上，该筛网允许空气在毡层下循环，该筛网和毡层在预热至220℃的设定温度的抽气的防爆马弗炉中。该样品在空气中加热66分钟，然后在空气中冷却；在该马弗炉中，大约20分钟之后停止放出烟气。将少量黄色粉末从所述干燥样品上吹走，该样品平衡至恒重之后进行称重，结果显示相对于未处理的ACF，该样品增重3.9重量％。对该材料的一部分进行元素分析和光谱分析，另一部分通过α-筛分测试来测定汞结合亲和性。结果列于表1。另一部分在SO2，NO和HCl的存在下通过权威性的汞俘获效率和能力测试进行测定，结果列于表2。
实施例5.通过以下方式制备样品：用热的0.32M的5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-硫醇(ATDT)[α-艾赛(Alfa-Aesar)]在含水二甲亚砜中的溶液中将热的VAF-90活性炭毡(ACF)浸渍成初始的湿度。再次加热之后，湿润的样品又用包含1.05F碘化钾和0.26F氯化镁的水溶液(用氢氧化钾水溶液调节至pH＝8.0)再次浸渍，直至基材变湿，但是无液滴滴落。将所述湿的样品置于弯曲的不锈钢筛网上，在设定到220℃的预热的抽气防爆马弗炉内加热18小时，然后在空气中冷却。样品增重43重量％。所述样品的一部分送到商业实验室进行元素分析，其它部分进行弗雷泽测试和其它物理测试。在SO2，NO和HCl的存在下使用权威性的汞俘获效率和能力测试进行测试。结果列于表2。
实施例6.在加热的金属压板上，使用二乙基二硫代氨基甲酸锌[艾尔德瑞奇公司(Aldrich)]在无水二甲亚砜中的浓溶液将预先称重的一层VAF-90活性炭毡(ACF)浸渍至初始的湿度。将该处理过的ACF置于弯曲的不锈钢筛网上，在设定在200℃的预热的抽气防爆马弗炉内加热约1小时，然后在空气中冷却。用室内空气平衡之后，对热解后的样品称重，显示相对于未处理的ACF，增重4.8重量％。使用α-筛分测试对该样品的多个部分进行测试。结果列于表1。另一部分在SO2，NO和HCl的存在下，使用权威性的汞俘获效率和能力测试进行测定。结果列于表2。该样品的其它部分在流动的空气中进行TGA/DTA分析，使用叔丁醇、乙酸和其它被吸附物进行反相气相色谱测量。该材料的另外部分通过SEM-EDS进行测量。
实施例7.通过实施例4中所述的步骤制备样品，不同之处在于，使用无水异丙醇∶无水二甲基甲酰胺＝4∶3(重量比)的溶液代替二甲亚砜溶剂，用来溶解5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-硫醇(ATDT)[α-艾塞]。进行浸渍之后，该样品在设定于200℃(而非220℃)的烘箱内加热处理1小时，但是发生的温度漂移使最高烘箱温度达到211℃。该样品的一部分在α-筛分测试中进行测试，见表1。该样品的另一部分通过反相气相色谱进行测试。
实施例8.通过加热和搅拌约0.5小时，制备了9.9克二乙基二硫代氨基甲酸锌(Zn(Et2DTC)2)在100毫升二甲基甲酰胺中的溶液。将重10.54克的一部分ACF置于覆盖在实验室加热板上的铝箔上，加热至大约70-90℃。使用滴液吸移管，用一部分Zn(Et2DTC)2热溶液将该ACF均匀浸渍至初始湿度，然后在预热的抽气防爆马弗炉内，在空气中，在180℃的温度下加热55分钟。在冷却和平衡之后，样品称重为18.38克，说明加载量为42.6％。对该材料的一部分进行元素分析和光谱分析，包括通过XPS测量在样品上不同几何位置的表面上的Zn∶C原子比。采用α-筛分测试测量另外部分的汞结合亲和性，结果列于表1。
实施例9.(比较例)该比较例说明试图使用硫化合物作为前体在ACF上热解，制得汞吸收过滤器，比较例的样品不具有本发明关键的特征结构部分。通过在加热板上，磁力搅拌和加热约20分钟，使4.9克2-巯基嘧啶，98％(HPYM)[艾尔德瑞奇公司]溶解在104.7克无水二甲基甲酰胺中。通过使用滴液吸移管，用所述热的黄色溶液对ACF均匀湿润，将其浸渍至初始湿度。通过吸干除去过量的溶液，然后将浸渍后的ACF在空气中，在190℃煅烧40分钟，所得加载量为9％。该材料的一部分进行光谱分析，另一部分通过α-筛分测试来测量汞结合亲和性。结果列于表1。
实施例10.(比较例)该比较例说明了试图用不具有本发明关键特征结构的硫化合物作为前体热解到ACF上，制备汞吸收过滤器，在此情况下，所述制剂包含元素硫和不相似的含硫溶剂。通过在空气中搅拌，将元素态的硫(1.8克)溶解在大约15毫升二硫化碳溶剂中。将很小的VAF-90活性炭毡(ACF)样品在覆盖在实验室加热板上的铝箔上加热，并用硫/二硫化碳溶液趁热浸渍至初始湿度。该湿样品置于不锈钢筛网上，在设定到220℃的预热的抽气防爆马弗炉内加热处理约20分钟，然后在空气中冷却。残留溶剂显然在烘箱中烧掉了。该材料的一部分进行光谱分析，另一部分通过α-筛分测试测量汞结合亲和性。结果列于表1。
实施例11.(比较例)该比较例说明了使用一种前体化合物作为热解到ACF上的前体，以制备汞吸收过滤器的尝试，所述前体化合物结构与有效的前体硫化合物类似，但是其具体结构不具有本发明关键的特征结构部分。在此情况下，所述制剂包含不具有上述关键约束性结构部分的二乙基二硫代氨基甲酸非螯合性盐。将2.8克VAF-90活性炭毡样品置于用铝箔覆盖的实验室加热板上，加热至加热板设定为4档的高温。在此情况下基材的温度没有测量。将大约7克二乙基二硫代氨基甲酸铵[艾尔德瑞奇公司]溶解在大约40毫升去离子水中。使用滴液吸移管，用水溶液的一部分等分试样从两侧浸渍所述热的ACF，直至ACF变湿但是没有液滴滴下。样品在马弗炉中，在空气中，在200℃下加热处理35分钟，然后在空气中冷却。使用α-筛分测试测量该样品的一部分的汞结合亲和性。结果列于表1。
实施例12.(比较例)该比较例说明使用不具有本发明关键特征结构部分的硫化合物作为前体热解到ACF上以制备汞吸收过滤器的尝试。通过在加热板上磁力搅拌和加热，将4，4′-硫代二苯硫醇，98％(TBBT)[艾尔德瑞奇公司]溶解在无水二甲基甲酰胺中，制得了12重量％的溶液。使用滴液吸移管，用热溶液浸渍约1.9克的预热的活性炭毡样品。然后该浸渍的ACF在空气中、在200℃下煅烧22分钟，得到53％的加载量。对该材料的一部分进行光谱分析，另一部分通过α-筛分测试测定汞结合亲和性。结果列于表1。
实施例13.(比较例)该比较例说明了制备适于烟气过滤的高汞吸收性固体材料的失败的尝试。对一层活性炭(ACF)纤维进行加热，用2，4，6-三巯基-s-三嗪三钠盐[德古萨有限公司(Degussa，Inc.)，TMT-15
Figure S2006800474586D00161
]的15％的水溶液浸渍至初始湿度。该样品在大约25℃下干燥，但是不进行煅烧。使用α-筛分测试测量该材料的一部分的汞结合亲和性。结果列于表1。
实施例14.(比较例)该比较例说明了使用预期可能是二甲亚砜的氧化产物的化合物制备高度汞吸收性材料的一个失败的尝试。将甲基砜(98％[艾尔德瑞奇公司]，4.0克)溶解在约40毫升去离子水中。一片重2.73克的ACF趁热用该溶液浸渍，直至其达到饱和。该样品在空气中，在200℃煅烧3小时以上。使用上述α-筛分测试的变化形式测量该样品的汞结合能力，但是不向进料中加入氧化硫、氧化氮或氯化氢，在测试过程中样品的温度保持在大约180℃。相对于未处理的ACF对照样品，未检测到显著提高的汞吸附。该样品的另一小部分与类似重量的未处理的ACF对照样品一起置于PTFE衬里的压力容器中。向该高压容器中加入一滴元素态汞，在空气中密封，置于190℃的烘箱中，在自生压力中处理5天，然后冷却。通过外界的实验室，由PIXE法对两个基材进行元素分析，测量其中残留的汞，结果显示在分析方法的灵敏度范围之内，两个样品的汞吸收性基本没有不同。
实施例15.(比较例)该比较例说明了使用一种前体化合物制备高汞吸收性材料的失败的尝试，所述前体化合物包含硫原子和氧原子，但是不包括上述本发明必需的结构键合，而且制造所述吸收材料的时候，在对ACF浸渍之后，不进行所需的热解步骤。将四亚甲基砜(也被称为环丁砜)(99％[艾尔德瑞奇公司]，15.6克)浸渍在2.15克热ACF上，但是所得的样品不进行煅烧。潮湿的ACF的加载量约为88％其如实施例14所述进行测试，但是对α-筛分测试进行改变，不同之处在于，用外界的实验室相对于未处理的ACF对照样品进行汞分析。结果表示为不包括环丁砜的汞重量百分数。处理过的样品相对于对照样品未表现出提高的汞吸收性质。
实施例16.(比较例)该比较例说明了使用一种化合物制备高汞吸收性材料的失败的尝试，所述化合物包含用于负载在ACF上的无硫的潜在的汞(II)的配体，还加入了已知用于汞的氧气氧化的催化剂组分：通过用6N的氢氧化钠溶液将固体酸[艾尔德瑞奇公司]滴定至pH＝8的终点，制得了5-氨基-2，4，6-三碘代间苯二酸二钠盐Na2(ATIIP)的3M的水溶液。将2.6克活性炭纤维(ACF)样品在覆盖实验室加热板的铝箔上加热，并使用Na2(ATIIP)的水溶液浸渍至初始的湿度。然后该固体在空气中，在225℃下煅烧45分钟，然后在空气中冷却，得到约56％的加载量。通过将0.038克氯化钯[艾尔德瑞奇公司]和10滴乙酸一起加入3.0克去离子水中，然后进行加热和磁力搅拌，制得水溶液。该固体在约15分钟后未完全溶解，所述溶液进行过滤，用额外的水稀释。处理过的ACF用少量异丙醇预湿润，然后用所述酸性钯溶液浸渍至初始湿度。然后该样品在160℃的烘箱中干燥20分钟。通过α-筛分测试测定该材料的一部分的汞结合亲和性。结果列于表1。
实施例17.(比较例)该实施例说明了使用二氧化硅凝胶粉末代替含碳基材的组合物的性能。在硼硅酸盐玻璃培养皿中称取7.1克63-200目的二氧化硅凝胶粉末[选择科学种类号码(Selecto Scientific catalog number)146644]。用0.32M的5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-硫醇(ATDT)[α-艾塞]在含水二甲亚砜中的热溶液将该样品浸渍至略超过初始湿度。然后该湿润的粉末良好混合，置于溶剂额定(solvent-rated)的抽气马弗炉中，在大约220℃处理1小时，然后在空气中冷却。所得的粉末在平衡之后增重约6.5重量％，使用α-筛分测试进行测量。结果列于表1。
实施例18(比较例)该比较例说明如上文共同转让的美国专利申请第S.N.10/272,487号中所述的汞吸收过滤材料在α-筛分测试和权威性汞俘获效率和能力测试的严酷去活化条件下，在各种SO2，NO，HCl以及进口汞浓度的条件下的性能。汞俘获过滤材料的样品是根据美国专利申请第S.N.10/272,487号的实施例1所述的步骤制备的，不同之处在于，烘箱处理温度为215℃。该材料的一部分使用α-筛分测试进行测量。结果列于表1。其它部分在表中所示各种SO2，NO，HCl以及进口Hg浓度下，采用权威性汞俘获效率和能力测试进行测定，结果列于表2。
实施例19.(比较例)依照与实施例18类似的方式制备样品，不同之处在于，在初始的热处理之后，用KOH稀水溶液对基材进行第二次浸渍，然后在215℃下进行第二干燥步骤。使用权威性汞俘获效率和能力测试测量的结果列于表2。
实施例20.通过以下方式制备作为Remedia
Figure S2006800474586D00181
牌[美国马里兰州艾尔克顿的W.L.乔治联合有限公司(W.L.Gore&Associates，Inc.Elkton，Md.)]的脉冲射流过滤袋中的插入件形式的原型汞吸收过滤器：在搅拌下，将143.2克5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-硫醇(ATDT)溶解在2升无水二甲亚砜中，并加热至40℃。两个矩形ACF片材，各自切割成16英寸×36英寸，它们浸渍在所述热溶液中，然后用辊组件略微挤压，以除去过量的液体。在用不锈钢制成的具有焊接的底盖的圆柱形金属丝笼(标称外径4.8英寸，长3英尺)外螺旋缠绕由压制的含氟聚合物纤维制成的无纺多孔编织布，每绕一圈之间略微重叠，用玻璃带粘住。将湿润的ACF缠绕在笼周围含氟聚合物织物之上，端部重叠约1英寸，用1英寸的PTFE毡布条[Gore P/N 8383]临时性地系在笼上。这两个缠绕的笼分别置于抽气的溶剂额定的220℃工业加热炉中1小时和2小时。在空气中进行冷却之后，取下临时系带，组件的外部如前文所述用含氟聚合物无纺布螺旋缠绕。连接紧密配合的顶部凸缘和PTFE毡布底部衬套[P/N 8383]，该三层组件用不锈钢压缩带状夹固定在一起。所述笼状组件各自插入3-英尺的标准乔治雷米迪亚(Gore Remedia)牌脉冲射流过滤袋中，所述过滤袋具有层叠的PTFE外薄膜/直径略大于所述汞吸收插入件直径的笼组件，使得紧密匹配。两个笼组件之间的最小环形空间(对于各插入件)用与所述雷米迪亚牌过滤袋笼的金属顶部重叠的插入件的顶部织物凸缘密封，使得气流会通过外部的雷米迪亚牌过滤器，然后通过内部的汞俘获过滤器，而不发生旁路流动。各组件的顶部安装Venturi(文氏管)，用来对过滤器进行反向脉冲清洁，这两个原型组件置于中试规模的集尘室中，其连接于工业全尺寸集尘室的进口管，使得来自工业过程的含汞工艺烟气可以循环通过所述原型汞俘获过滤器/脉冲喷射过滤袋组件。用螺栓连接到集尘室管板的标准设计钢制顶部凸缘将各个过滤器系统固定就位，防止烟气绕过滤器漏出。通过在各个包含汞俘获插入件的集尘室隔间的出口测量汞的浓度，将其与包含无插入件的对照袋的隔间的流出物中的等动力学汞浓度相比较，从而监控从工艺气体中除去汞的效率。
实施例21.重复实施例17的步骤，不同之处在于，使用18-60目的椰子壳碳粉[Barneby-Sutcliffe椰子壳，C类，CL-20]替代二氧化硅凝胶粉末。该样品在220℃下热解1小时，最终加载量约为9.1％。该样品使用α-筛分测试进行测量。结果列于表1。
                        *****
尽管已经结合某些实施方式和详述揭示了本发明，但是本领域技术人员可以很清楚地了解，可以在不背离本发明要旨的前提下对这些细节进行改良或改变，这些改良或改变包括在所附权利要求书的范围内。
表1.α-筛分测试：从包含二氧化硫的模拟废气中的相对短期汞吸附
Figure S2006800474586D00201
种类    相对去除效率范围
-       ＜25％(性能差)
0       25-50％(实施例18的制剂在SO2中的范围)
+       51-70％
++      71-95％
+++     ＞95％
表2.使用各种包含硫和氧化氮、HCl、水蒸气、氧气的烟气组成以及各种汞浓度，在不同的流速下，改良的EPA反应器系统中，权威性动力学汞吸收能力和吸收效率测试，[H2O]＝4体积％，[NOx]＝300ppm，[O2]＝6体积％，余量＝N2，T＝150+/-2℃
Figure S2006800474586D00211
脚注：
1仅有氮气，氧气和水蒸气；该操作不使用SO2，NOx或HCl。
2不完全，因为在效率降至40％之前终止操作。这表示在这些条件下仅有最小的能力。
3汞吸附能力测量至效率降至小于40％，除非开始时的初始效率即低于该值，而此时操作时间是任意的。
4因为初始效率已经低于40％，因此该操作的操作时间是任意的。

Claims (15)

1.一种用来从含汞的气体混合物中俘获汞的组合物，所述组合物包含：活性炭基材，在所述活性炭上负载着以下物质中的至少一种在所述碳基材表面上原位热解反应的产物：二甲亚砜、2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-硫醇)、2-苯甲酰氨基-3-(4-氯-苯基)-硫代丙烯酸S-(2-巯基-4-甲基-苯基)酯、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二甲亚砜和2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-硫醇)的混合物、和二甲亚砜和二乙基二硫代氨基甲酸锌的混合物，所述组合物的表面积至少为200m2g-1B.E.T.。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，该组合物的碳含量至少为50重量％，表面积至少为500m2g-1B.E.T.。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述活性炭基材包括活性炭粉末、活性炭纤维、或活性炭毡。
4.用来从含汞的气体混合物中俘获汞的设备的部件，所述部件包括用来使所述混合物通过的透气性负载构件，所述负载构件上具有权利要求1所述的组合物。
5.如权利要求4所述的部件，其特征在于，所述活性炭基材是活性炭粉末、活性炭纤维或活性炭毡。
6.如权利要求4所述的部件，其特征在于，所述活性炭基材是碳氟聚合物和活性含碳填料的复合物。
7.如权利要求4所述的部件，其特征在于，所述负载构件是管状的、平坦片材、打褶的、或者容纳在筒内的整体料。
8.如权利要求4所述的部件，其特征在于，所述部件是集尘室内的过滤器、脉冲射流过滤袋中的插入件、或位于静电集尘器下游的移动带的形式。
9.一种用来从含汞气体混合物中除去汞的方法，所述方法包括使所述气体混合物通过透气性负载构件，在此构件上负载着如权利要求1所述的组合物。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述气体混合物包含显著量的SO2和NOx中的至少一种。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述气体混合物包含显著量的SO2。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述气体混合物是在135-225℃的高温范围内通过所述负载构件的。
13.用来从包含汞的气体混合物俘获汞的组合物的制备方法，所述方法包括：
(a)溶解或熔化以下物质中的至少一种：二甲亚砜、2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-硫醇)、2-苯甲酰氨基-3-(4-氯-苯基)-硫代丙烯酸S-(2-巯基-4-甲基-苯基)酯、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二甲亚砜和2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-硫醇)的混合物、和二甲亚砜和二乙基二硫代氨基甲酸锌的混合物，从而
(b)制得流动性液相硫化合物，
(c)在空气中，或者任选在惰性气氛中，将高表面积含碳前体加热至40-80℃，
(d)用所述液相硫化合物浸渍所述碳前体，
(e)在空气中，在一定的温度下使得浸渍在所述碳前体中的所述硫化合物热解，所述温度足以使所述硫化合物的至少一部分分解，但是又不至于高到使其分解成元素态硫，
(f)在空气中使由此制得的所述热解的组合物冷却，从而提供所述用于俘获汞的组合物。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述热解在190-225℃的温度下进行30分钟。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括在进行步骤(e)之前重复步骤(a)-(d)，以增大所述组合物中包含的所述硫化合物的总浓度。
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