CN113797894A - 负载型多孔炭材料及其制备方法与其在烟气脱砷的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种负载型多孔炭材料及其制备方法与其在烟气脱砷的应用，该负载型多孔炭材料的制备方法，包括以下步骤：将淀粉溶于水中搅拌形成淀粉溶液；将淀粉溶液置于反应釜中进行水热反应，得到水热焦；将水热焦煅烧并活化后得到多孔炭；将多孔炭浸渍于硝酸铁溶液中，干燥后进行热处理即得负载型多孔炭材料。本发明的负载型多孔炭材料的制备方法，采用生物质为载体原料，成本低廉；采用等体积浸渍法负载铁，清洁环保；与现有制备工艺方式相比，本发明的多孔炭材料的制备方法简单可靠、节能环保，可以制备高品质的负载型多孔炭吸附剂，作为烟气中砷吸附剂的应用时脱砷性能高，且具有良好的抗SO2和水蒸气中毒性能，具有很好的工业应用前景。

Description

负载型多孔炭材料及其制备方法与其在烟气脱砷的应用
技术领域
本发明涉及烟气污染物脱除技术领域，尤其涉及一种负载型多孔炭材料及其制备方法与其在烟气脱砷的应用。
背景技术
砷是一种有毒的大气污染物，对生态环境和人类健康造成了极大的威胁。近年来我国垃圾焚烧造成的砷排放量急剧增大，研究表明2010年我国由于垃圾焚烧而排放进入大气的砷为2003年的10倍。此外，燃煤电厂是大气中砷最大的人为排放源之一。目前美国环保局(EPA)设定的燃煤电厂重金属排放标准要求现存火电机组的砷排放量需低于2.6μg/m3，新建机组必须低于0.4μg/m3。而我国目前暂无燃煤电厂砷的排放标准。考虑到我国火电机组的巨大基数以及部分煤种砷元素含量较高的现状，需要格外关注砷污染问题。与此同时，在金属冶炼领域，铜等金属矿物原料中也含有砷元素，冶金过程中的砷排放和治理已经成为影响环境和经济的重要因素。综上所述，工业烟气的砷排放污染已经成为亟待解决的环境问题，亟需开发高效、经济、环境友好的砷控制技术。
在垃圾焚烧、煤燃烧以及金属冶炼过程中，大部分的砷进入到高温烟气中，气态砷主要以氧化态(As2O3)形式存在，烟气中的As2O3由于其挥发性较高等原因，较难被现有的空气污染控制设备脱除，还会造成SCR催化剂的中毒。排放到大气中的As2O3对人体和环境产生巨大危害，因此，As2O3的脱除是工业烟气砷排放控制最大挑战之一。目前，已有一些材料被用于As2O3脱除的研究，主要包括钙基吸附剂、金属氧化物、碳基材料等。然而，以上吸附剂普遍存在活性位少、砷吸附能力低等问题。
近年来，负载型吸附剂由于活性组分分散度高、比表面积大等优点受到了越来越多的关注，在工业烟气脱砷方面具有广阔的应用前景。现有技术公开了一种核壳结构的砷吸附剂，其中披露了可采取磁性纳米氧化铁、间二甲苯、甲醛混合反应，高温炭化后负载铁盐和铈盐，最后进行高温煅烧得到负载铁铈氧化物的核壳结构砷吸附剂。现有技术还公开了一种改性铁基砷吸附剂，其中披露了可采取金属盐、草酸以及氢氧化钠配置浸渍溶液，浸渍在活性氧化铝表面后高温煅烧得到砷吸附剂。
然而，进一步的研究表明，上述现有技术方案仍然存在以下的缺陷或不足：首先，上述吸附剂的制备流程较为复杂，需要进行多步反应，难以实现大规模生产；此外，上述吸附剂的砷吸附容量较低，且没有考虑吸附剂抗HCl和H2O等烟气组分影响的能力，难以满足垃圾焚烧等多种工业烟气条件下的实际应用需求；最后，上述吸附剂制备工艺中使用了较多有毒有害的活性剂和改性剂，不仅增加了成本，而且容易对环境造成污染。针对目前的负载型吸附剂存在的技术问题，有必要对此进行改进。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种负载型多孔炭材料及其制备方法与烟气脱砷的应用，以解决或部分解决现有技术中存在的技术问题。
第一方面，本发明提供了一种负载型多孔炭材料的制备方法，包括以下步骤：
将淀粉溶于水中搅拌后形成淀粉溶液；
将淀粉溶液置于反应釜中进行水热反应，得到水热焦；
将水热焦煅烧并活化后得到多孔炭；
将多孔炭浸渍于硝酸铁溶液中，超声混合均匀后干燥，将干燥后的多孔炭进行热处理即得适用于烟气脱砷的负载型多孔炭材料。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的负载型多孔炭材料的制备方法，将干燥后的多孔炭进行热处理后还包括：利用低温等离子体在空气气氛、电压为10～50KV下，对热处理后的多孔炭改性处理1～60min。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的负载型多孔炭材料的制备方法，所述淀粉溶液的质量分数为5～40％。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的负载型多孔炭材料的制备方法，所述水热反应的反应温度为150～210℃、反应时间为6～24h。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的负载型多孔炭材料的制备方法，将水热焦煅烧并活化后得到多孔炭，具体为：将水热焦置于管式炉中，于氮气气氛下从室温升温至400～800℃，炭化0.5～4h；继续升温至900～1100℃，并在二氧化碳气氛下活化拓孔0.5～4h，最后在氮气气氛降温至室温即得多孔炭。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的负载型多孔炭材料的制备方法，将多孔炭浸渍于硝酸铁溶液中，超声混合均匀后干燥，将干燥后的多孔炭进行热处理即得适用于烟气脱砷的负载型多孔炭材料。具体为：采用硝酸铁配置硝酸铁溶液，将多孔炭等体积浸渍于硝酸铁溶液中，超声混合30～90min后干燥，将干燥后的多孔炭在氮气气氛下热处理即得适用于烟气脱砷的负载型多孔炭材料。
进一步优选的，所述的负载型多孔炭材料的制备方法，热处理的温度为400～600℃、时间为2～5h。
进一步优选的，所述的负载型多孔炭材料的制备方法，所述硝酸铁溶液的质量分数为5～40％。
第二方面，本发明还提供了一种负载型多孔炭材料，采用所述的制备方法制备得到。
第三方面，本发明还提供了一种所述的负载型多孔炭材料在脱除垃圾焚烧电厂烟气、燃煤电厂烟气、金属冶炼烟气中砷的用途。
本发明的一种负载型多孔炭材料的制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明的负载型多孔炭材料的制备方法，充分考虑了载体比表面积以及活性组分种类等影响吸附剂性能的因素，对负载型多孔炭进行了研究和设计，采用生物质为载体原料，成本低廉、来源广泛；采用等体积浸渍法负载铁，避免产生多余的金属盐溶液，清洁环保；与现有的制备工艺方式相比，本发明的适用于烟气脱砷的负载型多孔炭材料的制备方法，简单可靠、便于操控、节能环保，可以制备高品质的负载型多孔炭吸附剂；
(2)本发明的负载型多孔炭材料的制备方法，将硝酸铁负载在多孔炭材料表面，经热处理后得到均匀分布的Fe2O3，在吸附剂表面形成大量反应活性位，增大了砷与铁氧化物的接触面积，促进吸附剂对砷的化学吸附，使砷以稳定的砷酸盐的形式固定在吸附剂上，发生反应如下：
Fe2O3+As2O3→2FeAsO3
Fe2O3+As2O3+O2→2FeAsO4
(3)本发明的负载型多孔炭材料的制备方法，在多孔炭材料表面引入了金属以外的活性组分，通过采用低温等离子体改性方法将氧官能团引入材料表面，将金属氧化物与氧官能团对砷的吸附能力相结合，进一步改善了材料表面性能，氧官能团不仅可以作为活性位点直接吸附砷，也可以促进砷在铁氧化物吸附位上的氧化，提高材料的脱砷性能，等离子体处理条件为空气气氛、常温常压，处理时间短、效率高、成本低、且不影响材料固有性能，避免使用昂贵和具有污染性的改性剂；
(4)本发明的负载型多孔炭材料的制备方法，低温等离子体中包含大量的高能电子、正负离子、激发态粒子和具有强氧化性的自由基，可以使空气中的气体分子充分电离，产生自由基、电子等高能态粒子等。同时等离子体中的高能粒子通过轰击或化学反应，使多孔炭表面化学键断裂并形成自由基。电离的气体与活化了的多孔炭表面发生化学反应，在材料表面产生氧官能团，增强多孔炭表面的吸附活性，从而提高吸附剂的脱砷能力。
(5)本发明制备得到的适用于烟气脱砷的负载型多孔炭材料具有丰富的表面活性位、大的比表面积和发达的孔隙结构(比表面积为1364m2/g，孔体积0.84cm3/g)，良好的孔隙结构增大了砷与吸附剂的接触面积，延长了砷在吸附剂表面的停留时间，更有利于吸附活性位与砷之间化学反应的发生，有利于实现烟气砷的高效吸附，因此是一种极具工业应用前景的烟气脱砷材料。
(6)本发明制备得到的适用于烟气脱砷的负载型多孔炭材料，在脱除砷的同时也能够利用多孔炭大的比表面积以及发达的孔隙结构吸附烟气中的SO2、HCl、H2O等气体，并在炭表面生成SO4 2-、C–Cl以及氧官能团等位点，这些活性位进一步促进了砷在吸附剂表面的吸附，既解决了传统金属氧化物吸附剂的吸附能力容易被SO2、HCl、H2O等抑制的问题，增强了脱砷性能，也能起到控制烟气中其他污染物的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1和2中制备得到的负载型多孔炭的扫描电镜图；
图2为本发明实施例1～8中制备得到的负载型多孔炭的砷吸附容量柱状图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种负载型多孔炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、选取淀粉作为碳源，将淀粉溶于水中搅拌后形成淀粉溶液；
S2、将淀粉溶液置于反应釜中进行水热反应，得到水热焦；
S3、将水热焦煅烧并活化后得到多孔炭；
S4、将多孔炭等体积浸渍于硝酸铁溶液中，超声混合均匀后干燥，将干燥后的多孔炭进行热处理即得适用于烟气脱砷的负载型多孔炭材料。
在一些实施例中，将干燥后的多孔炭进行热处理后还包括：利用低温等离子体在空气气氛、电压为10～50KV下，对热处理后的多孔炭改性处理1～60min，优选的，利用低温等离子体在电压为30～40KV下对多孔炭进行改性处理。
具体的利用低温等离子体对多孔炭改性处理具体为：向低温等离子体发生器中通入空气，然后调整低温等离子体发生器两极板之间的工作电压为30～40KV，将热处理后的多孔炭在空气气氛下处理5～30min，即完成对多孔炭进行改性处理。
在一些实施例中，S1中淀粉溶液的质量分数为5～40％，优选的，淀粉溶液的质量分数为10～30％。
在一些实施例中，S2中水热反应的反应温度为150～210℃、反应时间为6～24h，优选的，水热反应的反应温度为170～190℃、反应时间为12～18h。
在一些实施例中，S3中将水热焦煅烧并活化后得到多孔炭，具体为：将水热焦置于管式炉中，于氮气气氛下从室温升温至400～800℃，炭化0.5～4h；继续升温至900～1100℃，并在二氧化碳气氛下活化拓孔0.5～4h，最后在氮气气氛降温至室温即得多孔炭。
优选的，将水热焦置于管式炉中，于氮气气氛下从室温升温至500～700℃，炭化1～3h；继续升温至900～1100℃，并在二氧化碳气氛下活化拓孔1～3h，最后在氮气气氛降温至室温即得多孔炭。
在一些实施例中，S4中将多孔炭等体积浸渍于硝酸铁溶液中，超声混合均匀后干燥，将干燥后的多孔炭进行热处理即得适用于烟气脱砷的负载型多孔炭材料，具体包括：采用硝酸铁配置硝酸铁溶液，将多孔炭等体积浸渍于硝酸铁溶液中，超声混合30～90min后干燥，将干燥后的多孔炭在氮气气氛下热处理即得适用于烟气脱砷的负载型多孔炭材料。
在一些实施例中，S4中热处理的温度为400～600℃、时间为2～5h。
在一些实施例中，S4中硝酸铁溶液的质量分数为5～40％，优选的，硝酸铁溶液的质量分数为10～30％。
本发明的负载型多孔炭材料的制备方法，充分考虑了载体比表面积以及活性组分种类等影响吸附剂性能的因素，对负载型多孔炭进行了研究和设计，采用生物质为载体原料，成本低廉、来源广泛；采用等体积浸渍法负载铁，避免产生多余的金属盐溶液，清洁环保；与现有的制备工艺方式相比，本发明的适用于烟气脱砷的负载型多孔炭材料的制备方法，简单可靠、便于操控、节能环保，可以制备高品质的负载型多孔炭吸附剂；本发明的适用于烟气脱砷的负载型多孔炭材料，在多孔炭材料表面引入了金属以外的活性组分，通过采用低温等离子体改性方法将氧官能团引入材料表面，进一步改善了材料表面性能，处理条件为空气气氛、常温常压，处理时间短、效率高、成本低、且不影响材料固有性能，避免使用昂贵和具有污染性的改性剂；进一步的，低温等离子体的工作电压为30～40KV，在此工作电压区间，可以使空气中的气体分子充分电离，产生的自由基、电子等高能态粒子容易与多孔炭的表面发生相互作用，在材料表面产生氧自由基等活性基团，从而提高吸附剂的脱砷能力；本发明制备得到的适用于烟气脱砷的负载型多孔炭材料具有丰富的表面活性位、大的比表面积和发达的孔隙结构，有利于实现烟气砷的高效吸附，因此是一种极具工业应用前景的烟气砷吸附材料。
以下进一步以具体实施例说明本申请的负载型多孔炭材料的制备方法。
实施例1
本申请实施例提供了一种负载型多孔炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、选取淀粉作为碳源，将淀粉溶于水中搅拌后形成质量分数为20％的淀粉溶液；
S2、将淀粉溶液置于反应釜中于180℃下水热反应12h，得到水热焦；
S3、将水热焦研磨后置于管式炉内，在氮气气氛下从室温升温至600℃，炭化1h；继续升温至1000℃，并在二氧化碳气氛下活化拓孔3h，最后在氮气气氛降温至室温即得多孔炭；
S4、将活化后的多孔炭研磨，然后等体积浸渍于质量分数10％的硝酸铁溶液中，超声混合60min，然后干燥，将干燥后的多孔炭在氮气气氛下于400℃下热处理3h，得到负载型多孔炭PC-1。
实施例2
本申请实施例提供了一种负载型多孔炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、选取淀粉作为碳源，将淀粉溶于水中搅拌后形成质量分数为20％的淀粉溶液；
S2、将淀粉溶液置于反应釜中于180℃下水热反应12h，得到水热焦；
S3、将水热焦研磨后置于管式炉内，在氮气气氛下从室温升温至600℃，炭化1h；继续升温至1000℃，并在二氧化碳气氛下活化拓孔3h，最后在氮气气氛降温至室温即得多孔炭；
S4、将活化后的多孔炭研磨，然后等体积浸渍于质量分数10％的硝酸铁溶液中，超声混合60min，然后干燥，将干燥后的多孔炭在氮气气氛下于400℃下热处理3h，得到铁负载的多孔炭；
S5、将S4中制备得到的铁负载的多孔炭研磨，然后置于低温等离子体发生器的下级板上，于工作电压为40KV、空气气氛下处理10分钟，得到负载型多孔炭PC-2。
实施例3
本申请实施例提供了一种负载型多孔炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、选取淀粉作为碳源，将淀粉溶于水中搅拌后形成质量分数为20％的淀粉溶液；
S2、将淀粉溶液置于反应釜中于190℃下水热反应18h，得到水热焦；
S3、将水热焦研磨后置于管式炉内，在氮气气氛下从室温升温至500℃，炭化1h；继续升温至1000℃，并在二氧化碳气氛下活化拓孔4h，最后在氮气气氛降温至室温即得多孔炭；
S4、将活化后的多孔炭研磨，然后等体积浸渍于质量分数20％的硝酸铁溶液中，超声混合60min，然后干燥，将干燥后的多孔炭在氮气气氛下于500℃下热处理3h，得到铁负载的多孔炭；
S5、将S4中制备得到的铁负载的多孔炭研磨，然后置于低温等离子体发生器的下级板上，于工作电压为40KV、空气气氛下处理20分钟，得到负载型多孔炭PC-3。
实施例4
本申请实施例提供了一种负载型多孔炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、选取淀粉作为碳源，将淀粉溶于水中搅拌后形成质量分数为10％的淀粉溶液；
S2、将淀粉溶液置于反应釜中于180℃下水热反应14h，得到水热焦；
S3、将水热焦研磨后置于管式炉内，在氮气气氛下从室温升温至600℃，炭化1h；继续升温至900℃，并在二氧化碳气氛下活化拓孔3h，最后在氮气气氛降温至室温即得多孔炭；
S4、将活化后的多孔炭研磨，然后等体积浸渍于质量分数30％的硝酸铁溶液中，超声混合30min，然后干燥，将干燥后的多孔炭在氮气气氛下于400℃下热处理5h，得到铁负载的多孔炭；
S5、将S4中制备得到的铁负载的多孔炭研磨，然后置于低温等离子体发生器的下级板上，于工作电压为30KV、空气气氛下处理10分钟，得到负载型多孔炭PC-4。
实施例5
本申请实施例提供了一种负载型多孔炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、选取淀粉作为碳源，将淀粉溶于水中搅拌后形成质量分数为30％的淀粉溶液；
S2、将淀粉溶液置于反应釜中于170℃下水热反应16h，得到水热焦；
S3、将水热焦研磨后置于管式炉内，在氮气气氛下从室温升温至700℃，炭化2h；继续升温至1100℃，并在二氧化碳气氛下活化拓孔1h，最后在氮气气氛降温至室温即得多孔炭；
S4、将活化后的多孔炭研磨，然后等体积浸渍于质量分数20％的硝酸铁溶液中，超声混合90min，然后干燥，将干燥后的多孔炭在氮气气氛下于400℃下热处理3h，得到铁负载的多孔炭；
S5、将S4中制备得到的铁负载的多孔炭研磨，然后置于低温等离子体发生器的下级板上，于工作电压为40KV、空气气氛下处理5分钟，得到负载型多孔炭PC-5。
实施例6
本申请实施例提供了一种负载型多孔炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、选取淀粉作为碳源，将淀粉溶于水中搅拌后形成质量分数为20％的淀粉溶液；
S2、将淀粉溶液置于反应釜中于180℃下水热反应12h，得到水热焦；
S3、将水热焦研磨后置于管式炉内，在氮气气氛下从室温升温至600℃，炭化1h；继续升温至1000℃，并在二氧化碳气氛下活化拓孔3h，最后在氮气气氛降温至室温即得多孔炭；
S4、将活化后的多孔炭研磨，然后等体积浸渍于质量分数10％的硝酸铁溶液中，超声混合60min，然后干燥，将干燥后的多孔炭在氮气气氛下于400℃下热处理3h，得到铁负载的多孔炭；
S5、将S4中制备得到的铁负载的多孔炭研磨，然后置于低温等离子体发生器的下级板上，于工作电压为40KV、空气气氛下处理10分钟，得到负载型多孔炭PC-6。
实施例7
本申请实施例提供了一种负载型多孔炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、选取淀粉作为碳源，将淀粉溶于水中搅拌后形成质量分数为10％的淀粉溶液；
S2、将淀粉溶液置于反应釜中于190℃下水热反应16h，得到水热焦；
S3、将水热焦研磨后置于管式炉内，在氮气气氛下从室温升温至600℃，炭化2h；继续升温至900℃，并在二氧化碳气氛下活化拓孔1h，最后在氮气气氛降温至室温即得多孔炭；
S4、将活化后的多孔炭研磨，然后等体积浸渍于质量分数10％的硝酸铁溶液中，超声混合60min，然后干燥，将干燥后的多孔炭在氮气气氛下于600℃下热处理5h，得到铁负载的多孔炭；
S5、将S4中制备得到的铁负载的多孔炭研磨，然后置于低温等离子体发生器的下级板上，于工作电压为30KV、空气气氛下处理10分钟，得到负载型多孔炭PC-7。
实施例8
本申请实施例提供了一种负载型多孔炭材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、选取淀粉作为碳源，将淀粉溶于水中搅拌后形成质量分数为30％的淀粉溶液；
S2、将淀粉溶液置于反应釜中于180℃下水热反应12h，得到水热焦；
S3、将水热焦研磨后置于管式炉内，在氮气气氛下从室温升温至700℃，炭化3h；继续升温至1000℃，并在二氧化碳气氛下活化拓孔2h，最后在氮气气氛降温至室温即得多孔炭；
S4、将活化后的多孔炭研磨，然后等体积浸渍于质量分数10％的硝酸铁溶液中，超声混合90min，然后干燥，将干燥后的多孔炭在氮气气氛下于400℃下热处理4h，得到铁负载的多孔炭；
S5、将S4中制备得到的铁负载的多孔炭研磨，然后置于低温等离子体发生器的下级板上，于工作电压为40KV、空气气氛下处理30分钟，得到负载型多孔炭PC-8。
结果分析：
实施例1、2制备得到的负载型多孔炭PC-1、PC-2的扫描电镜照片如图1所示(图1中(a)为PC-1、(b)为PC-2)。从图1可以看出，多孔炭载体呈球状，表面有负载物，经等离子体处理后多孔炭表面有明显的刻蚀现象，这是由于等离子体中高能粒子轰击多孔炭表面所导致的。
测试上述实施例1～8制备得到的负载型多孔炭吸附剂的脱砷性能；具体的测试方法为：本申请实施例制备得到的负载型多孔炭吸附剂的脱砷性能在内径为10mm的常压固定床反应器中进行测试，负载型多孔炭吸附剂的用量为0.1g；实验模拟烟气组成为：As2O3的浓度为200ppm，N2为载气，O2体积分数为6％，CO2体积分数为12％，H2O体积分数为8％，SO2浓度为800ppm，NO浓度为500ppm，HCl浓度为1000ppm，烟气流量为500mL/min，吸附温度为350℃，吸附时间为30分钟。实验开始前，取0.1g的吸附剂放于石英反应器中，通入模拟烟气，启动管式炉升温程序，当温度到达预设温度时，启动氢化物发生器送入气态砷，开始脱砷性能测试实验。实验结束后，取出吸附后的样品在石墨消解仪中消解，采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定样品中砷的含量。测试得到的负载型多孔炭吸附剂的砷吸附容量如图2所示。
从图2可知，本申请实施例制备得到的负载型多孔炭吸附剂有良好的砷吸附性能。PC-8样品的砷吸附容量最高，达到27.12mg/g，高于多数矿石类吸附剂。30分钟内吸附速率为0.90mg/g min，可在短时间内快速吸附较多的砷。负载型多孔炭在烟气组分HCl、H2O、SO2、NO存在时依然有较高的砷吸附容量，抗中毒能力强，具有良好的应用前景。同时，实施例1～2对比可知，经过低温等离子体可以明显促进多孔炭对砷的吸附。
以上述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种负载型多孔炭材料的其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将淀粉溶于水中搅拌后形成淀粉溶液；
将淀粉溶液置于反应釜中进行水热反应，得到水热焦；
将水热焦煅烧并活化后得到多孔炭；
将多孔炭浸渍于硝酸铁溶液中，超声混合均匀后干燥，将干燥后的多孔炭进行热处理即得适用于烟气脱砷的负载型多孔炭材料。
2.如权利要求1所述的负载型多孔炭材料的制备方法，其特征在于，将干燥后的多孔炭进行热处理后还包括：利用低温等离子体在空气气氛、电压为10～50KV下，对热处理后的多孔炭改性处理1～60min。
3.如权利要求1所述的负载型多孔炭材料的制备方法，其特征在于，所述淀粉溶液的质量分数为5～40％。
4.如权利要求1所述的负载型多孔炭材料的制备方法，其特征在于，所述水热反应的反应温度为150～210℃、反应时间为6～24h。
5.如权利要求1所述的负载型多孔炭材料的制备方法，其特征在于，将水热焦煅烧并活化后得到多孔炭，具体为：将水热焦置于管式炉中，于氮气气氛下从室温升温至400～800℃，炭化0.5～4h；继续升温至900～1100℃，并在二氧化碳气氛下活化拓孔0.5～4h，最后在氮气气氛降温至室温即得多孔炭。
6.如权利要求1所述的负载型多孔炭材料的制备方法，其特征在于，将多孔炭浸渍于硝酸铁溶液中，超声混合均匀后干燥，将干燥后的多孔炭进行热处理即得适用于烟气脱砷的负载型多孔炭材料，具体为：采用硝酸铁配置硝酸铁溶液，将多孔炭等体积浸渍于硝酸铁溶液中，超声混合30～90min后干燥，将干燥后的多孔炭于氮气气氛下热处理即得适用于烟气脱砷的负载型多孔炭材料。
7.如权利要求6所述的负载型多孔炭材料的制备方法，其特征在于，热处理的温度为400～600℃、时间为2～5h。
8.如权利要求6所述的适用于烟气脱砷的负载型多孔炭材料的制备方法，其特征在于，所述硝酸铁溶液的质量分数为5～40％。
9.一种负载型多孔炭材料，其特征在于，采用如权利要求1～8任一所述的制备方法制备得到。
10.一种如权利要求9所述的负载型多孔炭材料在脱除垃圾焚烧电厂烟气、燃煤电厂烟气、金属冶炼烟气等工业烟气中砷的用途。
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