为有效控制燃煤汞污染,各国相继出台了一系列严格的汞排放标准和监管手段。对燃煤烟气中各形态汞浓度进行精确测量是汞排放控制的重要前提。汞在线监测系统（Hg-CEMS）由于操作简便、精确性高、可实时在线等优点,广泛应用于国内外燃煤电站烟气汞浓度的监测。然而目前的汞分析技术只能直接检测Hg⁰,Hg²⁺的检测需经过汞形态分离转化装置实现。本文提出一种基于Hg²⁺选择性固体吸附剂的新型汞形态分离转化装置,并针对Hg²⁺选择性固体吸附剂的制备和吸附特性进行了系统性研究。首先,选取了三种天然矿物材料（凹凸棒石、膨润土、沸石）和三种多孔材料（SiO₂、TiO₂、γ-Al₂O₃）,通过汞形态吸附实验探究其Hg²⁺选择吸附特性,以筛选出最佳的Hg²⁺选择性吸附剂的载体材料。结果发现:选取的三种天然矿物材料均存在明显的Hg⁰脱除能力,其中,沸石对Hg⁰的脱除能力来源于对Hg⁰的催化氧化,凹凸棒石和膨润土的Hg⁰脱除性能则归因于对Hg⁰的化学吸附。与天然矿物材料不同,多孔材料对Hg⁰几乎完全穿透的同时对Hg²⁺有明显吸附作用,且相比于SiO₂和TiO₂,γ-Al₂O₃拥有更强的Hg²⁺选择吸附和抗SO₂干扰性能,更适合作为吸附剂的载体材料。对γ-Al₂O₃的Hg²⁺选择性吸附机理进行了深入探究,结果表明:γ-Al₂O₃表面的碱性位Al-OH,Lewis Alⁿ⁺-Bronsted O^n-对和不饱和氧O^n-是HgCl₂的有效吸附位,且SO₂是通过竞争其中的强碱性位来抑制γ-Al₂O₃对HgCl₂的吸附。其次,将活性组分CaO负载于载体γ-Al₂O₃表面制备担载型钙基吸附剂CaO/γ-Al₂O₃。探究了不同负载方法、煅烧过程以及活性组分和载体间配比对吸附剂选择性吸附Hg²⁺性能的影响,明确了吸附剂的最佳制备方法。结果表明:相比于等体积浸渍和过量浸渍法,溶胶凝胶法制备出的CaO/γ-Al₂O₃的Hg²⁺选择吸附性能更佳;利用3步煅烧法能有效防止制备过程中CaO颗粒的烧结,同时有利于前驱物分解反应的进行和分解产物的逸出,可进一步提升吸附剂性能;活性组分与载体间的配比对吸附剂CaO/γ-Al₂O₃的碱性位数量和表面形态有重要影响,确定了CaO和γ-Al₂O₃的最佳摩尔配比为1.5。由最佳制备方法制备出的CaO/γ-Al₂O₃表现出良好的Hg²⁺选择吸附性能,N₂气氛下对Hg²⁺的穿透率仅为8.53%。一方面得益于活性组分CaO提供了丰富的碱性位,另一方面得益于吸附剂制备过程中生成的钙铝化合物Ca₁₂Al₁₄O₃₃对吸附剂孔隙结构的支撑作用。最后,基于汞脱附实验和表征分析结果,探究了吸附剂CaO/γ-Al₂O₃的Hg²⁺选择性吸附机制,结合实际工业应用条件提出了吸附剂应用的最佳操作参数。结果表明:选择性吸附剂CaO/γ-Al₂O₃对Hg⁰仅存在弱物理吸附,对Hg²⁺则存在高效的化学吸附,吸附后HgCl₂在CaO/γ-Al₂O₃表面以单配位、双配位和三配位三种吸附构型存在。在吸附温度为160°C,空速40000 h^-1下CaO/γ-Al₂O₃可保持对Hg²⁺的高效选择性吸附性能,且吸附剂最佳更换周期为60 min。