[发明专利]一种用巯基棉检测吸附剂吸附效果的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用巯基棉检测吸附剂吸附效果的方法，主要针对垃圾焚烧烟气中重金属（汞、铅、镉）的吸附实验进行后续分析，进而对烟气吸附实验中各种吸附剂的效果进行评价，并且可以有效地控制二次污染，属于大气污染控制领域。

背景技术

城市生活垃圾中有很多种有毒重金属，如汞、镉、铅、锌、铜、镍、铬等，其中，每吨垃圾中镉的含量高达10～40g。垃圾中的重金属在焚烧过程中会部分挥发或者全部挥发气化，然后随着高温烟气的冷却发生冷凝作用。根据挥发---冷凝的机理，挥发性较高的汞、镉和铅等少数重金属会富集在亚微米颗粒上，而现有的除尘装置只能截获烟尘中较大的飞灰颗粒，粒径为0.01-10μm的微粒很难被普通除尘装置捕获，将会被排入大气中，形成气溶胶，不易沉降，最终给环境造成很大的危害。因此，国内外对焚烧烟气中重金属污染物的排放量都会进行控制（见表1）。随着日益严格的垃圾焚烧烟气排放标准，研究垃圾焚烧烟气中重金属的控制技术有着重要的现实意义。

表1：国内外生活垃圾焚烧过程中重金属污染物的排放浓度限值(mg/m³)

目前去除垃圾烟气中重金属的其中一种方法是吸附法，利用过渡金属负载在天然矿石上制成吸附剂，该方法成本低，效果好，且不会产生二次污染，应用前景非常广泛。但是如何评价一种吸附剂吸附效果的好坏，进而筛选出优质的吸附剂又称为困扰研究者的棘手问题。普遍采用的方法有两种如下：

（1）直接对吸附完重金属的吸附剂进行表征（例如XRD，SEM-EDS），可以检测出吸附的重金属含量，进而评价吸附剂的吸附效果。

（2）采用配制的吸收液，分别对通过吸附剂和未通过吸附剂的含重金属的垃圾烟气进行吸收，然后用原子荧光光谱仪和原子吸附光谱仪检测出吸收液中重金属的含量，一般吸收汞采用的吸收液是饱和盐酸-氯化钠溶液，吸收铅的吸收液是硝酸-过氧化氢溶液，吸收镉的是氢氟酸-硝酸溶液。

第一种方法检测效果很好，准确，直接，但是成本太高，不适合用于筛选吸附剂。第二种方法效果不是很好，且配置吸收液比较麻烦，不同重金属采用的吸收液也不同。

所以寻找一种能很好的检测吸收剂吸附效果且简单易行的方法非常需要。

传统制备巯基棉采用的试剂是硫代乙醇酸，乙酸酐，乙酸，浓硫酸和去离子水，硫代乙醇酸和脱脂棉的反应是脂化反应，而配方中的乙酸酐和乙酸均能与脱脂棉发生脂化反应，与硫代乙醇酸形成竞争，由此降低巯基棉的巯基含量并破坏棉纤维的机械性能。且乙酸酐与水反应生成乙酸，放出大量的热，使反应体系的温度迅速升高，不利于实验控制，反应体系的酸度明显变高，增加了后期洗涤的用水量和时间。发明申请CN1546778A公开了一种制备巯基棉的方法，其特征在于采用了硫代乙醇酸、四氢呋喃、浓硫酸作为反应试剂，各种试剂的体积比为：硫代乙醇酸：四氢呋喃：浓硫酸=1:1:0.002。用四氢呋喃代替了乙酸酐和乙酸，有效的解决了传统方法存在的一部分问题。但是也不够完美，本发明采用了2-甲基-四氢呋喃（2-MeTHF）代替四氢呋喃（THF），氢硫酸代替浓硫酸，2-MeTHF的沸点比THF更高，挥发损失少，回收只需要通过简单的精馏操作就可以，相对于THF和其他试剂的混合液，唯一的方法是焚烧。目前2-MeTHF价格虽略高于THF，但THF因沸点低，水溶性极好，损耗大，回收率低且回收成本高，三废处理费用高，所以使用2-MeTHF的综合成本比使用THF低。由于2-MeTHF沸点比较高，容易冷凝回收，挥发损失少，所以大气污染也小，且在水中溶解度有限，通过共沸精馏后回收率高，进入废水中的2-MeTHF含量低，容易处理，环境影响小。符合绿色化学的概念。硫酸是氧化性强酸，对巯基棉纤维有明显的破坏性，本发明采用的是酸性相对比较弱的氢硫酸，这样对巯基棉纤维的破坏性明显降低，巯基棉纤维的强度更高，纤维不易断裂，为洗脱、再生、多次使用提供了保障。

发明内容

本发明公开了一种用巯基棉检测吸附剂吸附效果的方法，目的在于针对垃圾焚烧烟气中重金属（汞、铅、镉）的吸附实验的效果进行后续分析，进而对烟气吸附实验中各种吸附剂的效果进行评价。

本发明中的方法按以下步骤实施：