TiO_2-MCM-41的制备表征及选择性吸附脱硫研究.docx

TiO_2-MCM-41的制备表征及选择性吸附脱硫研究
TiO_2-MCM-41的制备表征及选择性吸附脱硫研究
摘要：
选择性吸附脱硫是一种有效的脱除燃煤废气中SO2的方法。本文以MCM-41为载体，通过溶胶-凝胶法将TiO2负载于MCM-41上，并对样品进行了表征。结果表明，TiO2均匀分散在MCM-41孔道内，形成了具有高孔隙度和大比表面积的材料。进一步的，利用该样品对模拟燃煤废气中的SO2进行了选择性吸附脱硫实验。研究发现，TiO2-MCM-41对SO2有很好的吸附性能，在较宽的温度和湿度范围内表现出较高的脱硫效率。因此，TiO2-MCM-41有望应用于工业燃煤废气的脱硫过程中。
关键词：TiO2-MCM-41；溶胶-凝胶法；吸附性能；脱硫
1.引言
燃煤电厂是大气中SO2的主要就源之一，大量的SO2排放给环境带来了严重的污染问题。因此，研究开发高效的脱硫方法对于减少SO2排放具有重要意义。选择性吸附脱硫技术因其高效、低成本的特点而备受关注。TiO2是一种常用的吸附剂，具有高吸附容量和广泛的适用性。而将TiO2负载在MCM-41上可以进一步提高其吸附性能和稳定性。
2.实验方法
2.1材料制备
MCM-41的合成采用标准的溶胶-凝胶法进行。首先，根据文献中的方法制备具有不同比表面积和孔隙度的MCM-41样品。然后，通过水热处理使其形成均匀的介孔结构。最后，在适当的条件下将TiO2负载在MCM-41上，得到TiO2-MCM-41样品。
2.2材料表征
利用X射线衍射仪（XRD）、氮气吸附-脱附仪（BET）和透射电子显微镜（TEM）对样品进行表征。XRD结果显示TiO2-MCM-41具有明显的介孔结构和TiO2晶相特征。BET结果表明样品具有较大的比表面积和孔隙体积。TEM观察结果证实了TiO2纳米颗粒均匀地分散在MCM-41孔道内。
2.3吸附实验
选取适量的TiO2-MCM-41样品，将其与模拟燃煤废气中的SO2接触一定时间后，利用紫外-可见分光光度计对SO2的吸附量进行测定。测定结果在不同温度和湿度条件下进行，并与单独使用MCM-41的吸附性能进行对比。
3.结果与讨论
3.1材料表征
XRD结果显示TiO2-MCM-41样品具有典型的MCM-41介孔结构和TiO2晶相特征。BET结果表明样品具有较大的比表面积和孔隙体积，分别为XXXm2/g和XXXcm3/g。TEM观察结果证实了TiO2纳米颗粒均匀地分散在MCM-41孔道内。
3.2吸附性能
吸附实验结果表明，TiO2-MCM-41对SO2有很好的吸附性能。在频率为XXHz，湿度为XX%的条件下，TiO2-MCM-41的吸附容量为XXXmg/g。与单独使用MCM-41相比，TiO2-MCM-41在吸附容量上有明显的提高。此外，TiO2-MCM-41在较宽的温度和湿度范围内都表现出较高的脱硫效率，显示出优良的选择性吸附性能。
4.结论
本文成功制备了TiO2负载在MCM-41上的吸附材料，并对其进行了表征。实验结果表明，TiO2-MCM-41具有高孔隙度和大比表面积的特点。进一步的吸附实验结果表明，TiO2-MCM-41具有很好的脱硫性能，在较宽的温度和湿度范围内表现出优异的选择性吸附能力。因此，TiO2-MCM-41有望应用于工业燃煤废气的脱硫过程中。
参考文献：
[1]ZhangJ,etal.SelectiveadsorptionofSO2onTiO2-loadedSBA-15[J].JournalofHazardousMaterials,2009,161(2-3):1483-1488.
[2]LiuH,etal.Titania-modifiedmesoporoussilicaforselectiveadsorptionofSO2atroomtemperature[J].RscAdvances,2015,5(102):83385-83391.