Page 75 - 《精细化工》2021年第1期
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第 1 期 伊志豪，等: 气相中氰化氢消除研究进展 ·65·
3 吸附法 而提高对 HCN 的吸附能力。HCN 在吸附剂表面与
2–
Ni 反应生成[Ni(CN) 4 ] ，通过化学吸附方式消除。
吸附法是指吸附剂通过物理或化学吸附，将 KUANG 等 [52] 考察了负载 Li、Mg、Al、Ni 和 Pt 等
HCN 吸附固定进而消除，具有操作简便、吸附温度 金属的磷烯材料对 H 2 S，HCN 和 NH 3 的吸附性能，
低、能耗小，成本低等特点 [42] 。常用的吸附剂有活 负载 Ni、Al 的磷烯材料对 HCN 和 NH 3 的吸附能力
性炭、分子筛、沸石、层状双金属氢氧化物等，通
最强，通过密度泛函理论计算出对 HCN 和 NH 3 的
过负载如 Cu、Co、Ni、Mo 和 Ag 等活性组分进行 最大吸附能分别为–2.166 和–1.284 eV。
改性，可显著提高吸附剂对 HCN 的消除性能 [43-44] 。
吸附剂对 HCN 的吸附能力受吸附剂的吸附容
采用浸渍法制备的含有 Cu、Ag、Cr 等金属组
量限制，考察 HCN 在不同吸附材料上的动力学吸附
分的 ASC Whetlerite 炭材料可高效消除 HCN、CNCl
量和动力学吸附常数，是评价吸附剂吸附性能及制
和 H 2 S，但高致癌性 Cr 元素的使用，限制了该材料 备高效吸附剂材料的重要因素。
的广泛应用 [45] 。 PRASAD 等 [53] 利用改性的 Wheeler 公式（12）
NICKOLOV 等 [46] 制备了活性炭（AC）负载不
计算得到负载 Cu、Mo、Ag 3 种金属的 Cu-Mo-Ag
同金属组分的材料，当 Cu、Zn、Cr 3 种活性组分负
浸渍炭布对 HCN 的动力学吸附量（Q e ）和动力学吸
载量分别为 AC 质量的 5.60%、5.24%和 0.61%时，
附常数（k）。
制备的材料对质量浓度为 3 mg/L HCN 的防护时间 Q Q
为 53 min。与 ASC Whetlerite 炭材料性能（防护时 t B e Q m k ln 0 （12）
间为 55 min）接近，Cr 含量仅为 ASC Whetlerite 炭 0 t
式中：t B 为穿透时间，min；m 为吸附床层质量，g；
材料（Cr 含量为 2.09%）的 1/3 左右。Cu、Zn 和
3
ρ'为床层密度，g/cm ；ρ 0 为 HCN 的初始质量浓度，
Ag 3 种组分的负载量分别为 6.10%、5.70%和 0.05%
3
3
g/cm ；ρ t 为 HCN 的穿透质量浓度，g/cm ；Q e 为吸
时，制备 的 材料对 HCN 的防护时 间也可达 到
3
附量，g/g；Q为 HCN 的体积流速，cm /min；k 为
52 min，同时避免了高致癌性 Cr 的使用，HCN 首
–1
动力学速率常数，min 。
先与吸附剂最外层的 ZnO 反应，降低了副产物氰
当 Cu 含量为浸渍炭布质量的 8.0%（以下金属
〔(CN) 2 〕的产量。
OLIVER 等 [47] 制备了负载 Cu 的多孔磺化苯乙 含量均以浸渍炭布质量计），Mo 为 8.0%，Ag 为 0.2%
时，浸渍炭布对 HCN 吸附量最大，Q e 为 0.26 g/g，
烯/二乙烯基苯树脂 AC 材料（CAC2），树脂的离子
–1
k 为 4080 min 。HCN 在浸渍炭布上的反应机理如
交换特性使得 Cu 物种均匀分散于炭材料的孔道结
构中，相同实验条件下，对 HCN 的消除性能与 ASC 图 1 所示，HCN 与 CuO 作用生成 Cu(CN) 2 ，Cu(CN) 2
Whetlerite 炭材料接近 [46] 。宁平等 [48] 将 AC 在 NaOH 分解生成(CN) 2 ，被 Mo 和 H 2 O 氧化为乙二酰二胺。
和磺化酞菁钴（CoSPc）浸渍液中浸渍，制得改性
炭（AC NaOH/CoSPc ）。相较于空白活性炭，AC NaOH/CoSPc
对 HCN 的吸附性能显著提高，HCN 在碳表面不再
以物理吸附为主，反而在中孔或大孔上发生化学反
应，反应过程中伴随微孔的扩充。
HUDSON 等 [49] 利用硝酸铜和 2,6-二苯并唑基吡
啶（BBOP）对 SBA-15 分子筛进行改性，制备了
3
Cu-BBOP-SBA-15，对质量浓度为 8000 mg/m 的
HCN 的防护时间为 36 min，最大吸附量为 58 mg/g。
其具有较大的介孔（5.5 nm）结构，该结构相互交
联并有序，这使得官能团具有较好的可及性，进而
图 1 HCN 在 Cu-Mo-Ag 浸渍炭布上的消除机理 [53]
增强 Cu-BBOP-SBA-15 对 HCN 消除能力。ZHAO Fig. 1 Elimination mechanism of HCN on Cu-Mo-Ag
等 [50] 合成了负载 Ni 和 Al 的层状双金属氢氧化物 impregnated carbon cloth [53]
（Ni-Al LDH），LDH 具有的层状结构和离子交换特
性使 Ni-Al LDH 对 HCN 的吸附能力增强。LI 等 [51] NING 等 [54] 利用浸渍法在 ZSM-5 沸石上分别
将 LDH 进行焙烧处理，制备了负载不同 Ni、Al 的 负载 Cu、Zn、Co 3 种活性组分用以消除 HCN，并
Ni-Al LDOs。当 m(Ni)∶m(Al)=4∶1 时，有利于促 利用式（13）计算得到各吸附剂对 HCN 的吸附量
进弱碱性位点的增加以及 NiO 和 Al 2 O 3 的形成，进 （X）。
