论文部分内容阅读
化石燃料的燃烧和无节制的烟气排放是空气污染的主要原因之一,烟气中的SO2不仅会破坏自然环境造成污染,而且危害人类生命健康。因此,减排烟气中的SO2一直是国内外研究治理大气污染的重要课题。由于化学溶剂具有吸收效果好、溶剂毒性低、经济节约、溶剂可再生利用且二级损耗小等优点,一直是我课题组研究烟气脱硫的主攻方向。基于吸收能力、体系粘度、挥发度、解析效果、经济成本等综合因素的考虑,研究选择三乙二醇(TEG)+二甲基亚砜(DMSO)体系应用于SO2的吸收,测定了p=123.15 kPa,T=(298.15,303.15,308.15)K下其吸收低浓度SO2的溶解度。基于这些数据,拟合了不同温度下的亨利常数(HPLC),计算了相关的热力学参数,并利用紫外-可见光谱、红外光谱和核磁共振谱等技术手段对体系吸收SO2的机理进行了研究。结果表明,SO2的稳定存在主要是由于体系中DMSO和TEG与SO2分子间存在的弱相互作用。解析结果显示该体系能够在加热和氮气气提下5次循环吸收解析SO2,吸收能力未明显降低。研究还测定了T=(293.15,298.15,303.15,308.15,313.15,318.15)K下,不同浓度比的TEG+DMSO二元混合体系密度和粘度值。计算获得了超额摩尔体积(VmE)和粘度偏差,结果表明当两种分子在1:1的比例时混合溶液分子间作用力最强。为了发展捕集后SO2的资源化利用,研究利用TEG+DMSO体系吸收SO2后的溶液通过释放法合成了纳微米级的硫酸钡(BaSO4)和亚硫酸钡(Ba SO3)。通过控制反应时间和温度、含SO2溶液的质量、钡离子浓度等条件,研究可调控合成了短杆状的Ba SO3和杆状BaSO4微粒。在合成BaSO3的过程中,研究发现体系能够重复捕集SO2合成Ba SO3。同时,在BaSO3到BaSO4转化过程中,DMSO的氧化作用扮演了一个重要的角色。此外,对于BaSO3和BaSO4的形成过程,可能的机制提出了包括小晶粒自组装、定向生长、晶体聚集和新颖的DMSO对无机化合物的氧化化学作用。总之,这种新颖的方法为合成杂化钡基硫酸盐类材料和SO2的综合利用提供了经济节约、环境友好的应用前景。