为增强火山灰反应的强度,提高对SO2的脱除性能,以粉煤灰为原料采用两步水热合成法制备硅基多孔材料,并对制备的材料进行表征.结果表明:硅基多孔材料整体呈无序形态,主要成分为水化硅酸钙和CaCO3,属于无定型的非晶相物质;由C、O、Si、Na、Ca等元素构成,主要以SiO32-、CO32-的形式存在;呈蜂窝和玻璃纤维的网状结构,内部空隙发达,比表面积较大,且存在有大量的吸附水和结合水.利用固定床反应器测定了硅基多孔材料对SO2的吸附性能,在入口ρ(SO2)为1200 mg∕m3、吸附温度为50℃、SO2含氧量为9％、粒度为200目(0.075 mm)的条件下,SO2的吸附量可达24.87 mg∕g,脱硫率可达100％,与钙基吸附剂相比吸附量提高了74％;将吸附SO2后的硅基多孔材料在700℃下焙烧3 h,可以继续吸附SO2,重复使用率可达72.24％.由于SO2在脱除过程中存在一定的化学反应,含氧量的增加能够提高其对SO2的吸附量.研究显示,硅基多孔材料脱除SO2的过程是由物理吸附和化学反应相结合的结果,其中由于制备的硅基多孔材料具有较大的比表面积和较为丰富的孔结构,有利于物理吸附;同时,在两步法制备硅基多孔材料的过程中使火山灰反应得到增强也同样提高了SO2与硅基多孔材料的化学反应,进而增强了化学吸附的效果.
粉煤灰 硅基多孔材料 SO2 吸附