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華北電力大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授汪黎東團(tuán)隊(duì)：構(gòu)建新型催化劑“納米片”雙功能材料
近日，華北電力大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授汪黎東團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一種新型催化劑——二維鈷氮摻雜碳（2D Co–N–C）納米片，該納米片體現(xiàn)出雙功能，可在濕法脫硫中使硫資源實(shí)現(xiàn)高效回收，并使脫硫過程中吸附的汞離子（Hg2+）受到限制。相關(guān)成果2月24日在線發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》上。
在許多大型燃煤電站的煙氣處理中，都用到了濕法脫硫技術(shù)。但硫酸鹽回收的大量能源損失，會(huì)限制濕法脫硫的效率，并增加了HgO再排放的風(fēng)險(xiǎn)。
濕法脫硫中的催化劑一般采用鈷基材料。雖然鈷基材料可提高亞硫酸鹽的氧化速率，進(jìn)而可以提高能源效率，但前提是必須解決由于反應(yīng)物競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的催化劑失活和中毒問題。
在研究中，汪黎東團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種超濕潤(rùn)的新型催化劑——二維鈷氮摻雜碳（2D Co–N–C）納米片，其具有有限的催化/吸附位點(diǎn)，可用于高效節(jié)能的亞硫酸鹽氧化和汞離子吸附。
該納米片所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出增強(qiáng)的表面極性、可用性和較短的反應(yīng)物擴(kuò)散路徑，從而使顯著的催化轉(zhuǎn)化頻率（TOF）值達(dá)到0.085/s，同時(shí)汞去除能力達(dá)到143.26 mg/g。催化劑納米片具有再生穩(wěn)定性，以提高成本效率。
研究指出，通過部署Co–N–C催化劑，可以顯著降低高達(dá)69%的熱損失，這使得這種硫資源回收催化途徑在實(shí)際工業(yè)場(chǎng)景中經(jīng)濟(jì)可行。
論文相關(guān)信息：https://doi.org/10.1021/acs.est.2c00377
