r>[0025]圖4.某一槽壓電解陰極得到的硫摻雜碳材料XPS圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本發明進一步說明，其在于進一步描述而非限制本發明。
[0027]實施例1:
[0028]以Li2CO3-Na2CO3-K2CO3 (摩爾比 Li2CO3: Na2CO3: K2CO3 = 43.5:31.5:25)摻雜不同濃度的Li2S04(Li2S04% = 1.45mol%，4mol % ,8mol % )熔鹽作為電解質，475°C條件下，二氧化錫電極做陽極，鎳片做陰極，兩電極體系，陰極區電極用兩端開口的氧化鋁管套住，防止陽極區產生的氧氣擴散至陰極區，避免陰極區硫摻雜的碳材料被二次氧化(圖1)。選定4.5V、5V以及5.5V槽壓，恒槽壓電解，電解的過程中連續通入含二氧化硫和二氧化碳的煙氣，電解的過程中監測裝置中氣體含量的變化，監測結果如圖2所示，由圖2的結果說明，低濃度的二氧化硫被完全吸收，同時二氧化碳也被吸收。
[0029]圖2.為某一槽壓電解過程中氣體濃度變化圖，如圖2a所示，進氣中二氧化硫濃度為300mg/m3，經過恪鹽吸收后，二氧化硫的濃度為O ；如圖2b所示，二氧化碳經過恪鹽吸收后，濃度也減小;如圖2c所示，陽極區產生大量的氧氣。
[0030]圖3為某一槽壓電解陰極得到的硫摻雜碳材料SEM圖，如圖3所示，陰極碳材料的形貌為蜂窩狀，粒徑為200-250nmo
[0031]圖4為某一槽壓電解陰極得到的硫摻雜碳材料XPS圖，如圖4所示，硫在陰極碳材料中主要以C-S-C的成鍵方式形成。
[0032]實施例2:
[0033]以不同配比的Li2CO3-Na2CO3-K2CO3三元碳酸鹽作為電解質，350-900 °C的溫度范圍內，二氧化錫陶瓷電極做陽極，鎳片做陰極，兩電極體系，陰極區電極用兩端開口的氧化鋁管套住，防止陽極區產生的氧氣擴散至陰極區，避免陰極區硫摻雜的碳材料被二次氧化(圖1)。不同槽壓電解，電解的過程中連續通入含二氧化硫和二氧化碳的煙氣，電解的過程中監測裝置中氣體含量的變化，其中二氧化硫濃度顯著降低，并且熔鹽未見明顯消耗。由此說明，使用三元碳酸鹽未摻雜硫酸鹽也可作為煙氣電化學吸收用體系。
[0034]實施例3:
[0035]以不同配比的Li2⑶S-Na2CO3-K2CO3三元碳酸鹽摻雜不同濃度的Li2SO4熔鹽作為電解質，350-900°C的溫度范圍內，二氧化錫陶瓷電極做陽極，鎳片做陰極，兩電極體系，陰極區電極用兩端開口的氧化鋁管套住，防止陽極區產生的氧氣擴散至陰極區，避免陰極區硫摻雜的碳材料被二次氧化(圖1)。不同槽壓電解，電解的過程中連續通入含二氧化硫和二氧化碳的煙氣，在陰極上制得硫摻雜的納米碳。由此說明該方法不僅可以吸收煙氣中的二氧化硫和二氧化碳，同時可制得硫摻雜的納米碳。
[0036]實施例4:
[0037]將由實施例3制得的硫摻雜碳粉作為電極材料制備為超級電容器電極，在不同的電解質體系中測試其電容性能，比電容最高可達712F/g。由此說明該硫摻雜的納米碳具備優異的電容性能。
[0038]實施例5:
[0039]將由實施例3制得的硫摻雜碳粉作為氧還原用催化劑，在0.1M KOH溶液中測試該硫摻雜碳粉的氧還原催化性能，氧還原峰電流密度可高達4mA/cm2。由此說明該硫摻雜的納米碳具備優良的氧還原催化效果。
[0040]實施例6:
[0041]將由實施例3制得的硫摻雜納米碳作為吸附劑吸附水中污染物，以吸附水中陰離子染料剛果紅為例，該硫摻雜的碳粉對水中剛果紅的去除率高達93%以上。
[0042]實施例7:
[0043]將由實施例3制得的硫摻雜納米碳作為空氣中甲醛吸附用材料，當甲醛濃度為255ppm時，該硫摻雜的納米碳對甲醛的吸附容量可達166.84ppm/g。由此說明該硫摻雜納米碳可作為空氣中污染物吸附用材料。
【主權項】
1.一種熔鹽深度脫硫及煙氣資源化利用的方法，其使用堿金屬碳酸鹽或堿金屬碳酸鹽和堿金屬硫酸鹽的混合體作為熔鹽吸收體系;吸收燃煤電廠、燃氣電廠、化工廠或水泥廠排放的低濃度含硫煙氣;煙氣中的二氧化硫、三氧化硫及二氧化碳被同步吸收的同時，在熔鹽吸收體系中，在350-900°C的溫度范圍內，通過電解，二氧化硫、三氧化硫及二氧化碳轉化為硫摻雜的納米碳。2.根據權利要求1所述的一種熔鹽深度脫硫及煙氣資源化利用的方法，其特征在于，所述的堿金屬碳酸鹽為Li2C03、Na2C03和K2CO3中的任意一種或者多種的混合;所述的堿金屬硫酸鹽為Li2S04、Na2S04和K2SO4中的任意一種或者多種的混合。3.根據權利要求1所述的一種熔鹽深度脫硫及煙氣資源化利用的方法，其特征在于，所述的低濃度含硫煙氣為脫硫后的煙氣，煙氣中的二氧化硫、三氧化硫及其混合物的濃度在0-300mg/m3 之間。4.根據權利要求1所述的一種熔鹽深度脫硫及煙氣資源化利用的方法，其特征在于，所述的電解采用電解槽壓在2.8V-6V之間，采用惰性材料為陽極，以金屬或非金屬材料為陰極。
【專利摘要】本發明涉及一種熔鹽深度脫硫及煙氣資源化利用的方法，其使用堿金屬碳酸鹽或堿金屬碳酸鹽和堿金屬硫酸鹽的混合體作為熔鹽吸收體系；吸收燃煤電廠、燃氣電廠、化工廠或水泥廠排放的低濃度含硫煙氣；煙氣中的二氧化硫、三氧化硫及二氧化碳被同步吸收的同時，在熔鹽吸收體系中，在350-900℃的溫度范圍內，通過電解，二氧化硫、三氧化硫及二氧化碳轉化為硫摻雜的納米碳。本發明的有益效果是：本發明對煙氣中的二氧化碳和二氧化硫同時吸收，也可作為一種一步同時深度脫硫脫碳的煙氣處理方法，實現了煙氣的資源化利用。
【IPC分類】B01D53/74, B01D53/04, C25B1/00, C02F1/28, B01D53/62, C25B1/14, C25B1/02
【公開號】CN105664682
【申請號】CN201610179720
【發明人】汪的華, 陳志剛, 杜開發, 朱華, 肖巍, 毛旭輝, 甘復興
【申請人】武漢大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月25日