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煤在燃烧过程中产生的汞元素排放到大气中会引起很大的危害。粉煤灰(FA)具有一定的比表面积,并含有丰富的金属元素,在汞的吸附氧化方面具有一定的优势。实验分别用硝酸、Co、Mn和Fe对粉煤灰进行改性,对吸附剂进行脱汞性能测试,并结合一系列表征方法探讨吸附剂的脱汞机理,为脱汞吸附剂的后续研究及工业应用提供理论依据。首先,用硝酸改性FA,其脱汞活性与原始FA相比略有改善。结合比表面积测试仪(BET)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征结果可知,硝酸改性使FA比表面积增大,在一定程度上增加了吸附汞的能力。但从实际应用和经济方面考虑,硝酸改性FA并无明显优势。其次,采用浸渍法以FA为载体,制备一系列Co掺杂FA的吸附剂。空气中,当焙烧温度为400℃,空间速度为34000h-1,水浴温度为50℃时,120℃的反应温度下,9%Co-FA吸附剂的脱汞效果约为85%。结合XRD、X光电子能谱(XPS)、热重(TG)的表征分析可知,Hg0可能首先吸附在Co-FA吸附剂表面,并与Co3O4发生反应生成HgO,同时.Co(?)Oy-1被O2再次氧化,使得Co-FA吸附剂的活性保持相对稳定。再者,采用浸渍法以FA为载体,制备一系列Mn、Fe共同掺杂FA的吸附剂。当Fe掺杂到Mn-FA吸附剂时,Mn-Fe-FA吸附剂的稳定性显著增加,并且Mn是主要的活性因子。负载量为10%、Mn、Fe摩尔比为2：3的吸附剂在空气中,焙烧温度为500℃,空间速度为34000h-1,反应温度为120℃的条件下可脱除98%的Hg0。最后,比较Mn-Fe-FA吸附剂在N2条件和空气条件下的活性。通过XPS和TG表征分析可知,Mn的氧化物和Fe的氧化物相互作用时会形成许多阳离子空位,Hg0首先吸附在阳离子空位上,然后被Mn4+氧化形成HgO。Mn3+和Fe2+在氧气条件下得到重新氧化,于此同时,一些阳离子空位也得到复原。因此,空气条件下,Mn(2)-Fe(3)-FA吸附剂的脱汞活性能相对保持稳定。此外,在反应温度为120℃的条件下,HgO呈非常稳定的固体状态,其吸附在Mn(2)-Fe(3)-FA吸附剂表面,由此从模拟气中分离出来从而被脱除。