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单质汞是一种重金属污染物，其持久性、生物蓄积性和毒性，对人类造成了巨大的危害，固体吸附剂被广泛用于去除烟气及煤气中的单质汞。烟气及煤气中含有粉尘和水蒸气，粉尘在固体吸附剂表面沉积聚集影响吸附剂的脱汞效果，而且吸附剂也普遍存在遇水失活问题。因此深入探究水蒸气失活机理及粉尘化学组成对吸附剂脱汞性能影响意义重大。本研究以半焦(SC)为载体，采用浸渍法制备了Ce/SC吸附剂，研究水蒸气和粉尘对其脱除单质汞的影响。 首先，考察水蒸浓度和吸附温度对Ce/SC吸附Hg0的影响。结果表明，水蒸气对吸附剂Ce/SC的活性有明显的抑制作用，当水蒸气浓度由0％提高到10%时，单质汞的吸附效率由94%逐渐下降至60%；而在10% H2O气氛下，温度(100~320℃)对吸附效率的影响不大。对比实验说明导致Ce/SC失活的原因是由其表面的活性组分氧化铈遇水失活导致的。BET、XRD表征结果说明水蒸气对吸附剂Ce/SC的比表面积、晶相、孔容等影响不大；FT-IR、H2-TPR、XPS等表征结果说明，水分子在 CeO2表面能发生解离，部分晶格氧转化成 Ce–OH。DFT模拟计算结果说明水分子在完整及氧缺陷的CeO2(111)的表面都能解离生成OH自由基和H原子，且在氧缺陷的表面更容易发生解离；H原子与表面晶格氧结合生成Ce–OH。在完整的CeO2表面，OH自由基与Ce原子直接结合并形成Ce–OH羟基基团，而在氧缺陷的CeO2表面，OH自由基依靠范德华力占据氧空位。Ce–OH羟基基团的生成减少了氧化铈表面晶格氧的含量从而导致单质汞的吸附效率下降。 其次，研究在无水蒸气情况下粉尘对吸附剂Ce/SC脱汞性能的影响。结果表明，向1.00 g Ce/SC吸附剂混入0.50 g模拟粉尘对单质汞的吸附性能影响不大，脱汞效率仍维持在94%左右；分别向1.00 g Ce/SC吸附剂中混入模拟粉尘中的5种金属氧化物各0.50 g，脱汞效率也未出现明显变化，说明粉尘单独存在时对Ce/SC脱汞性能影响较微弱。 最后，探讨了水蒸气及粉尘同时存在的情况下Ce/SC的吸附性能。结果表明，当水蒸气和粉尘同时存在时，Ce/SC的脱汞效率虽然有所降低，但是其降低幅度远低于水蒸气单独作用时的情况；Fe2O3在此过程中起到重要作用。进而探究吸附温度、Fe2O3晶型、水蒸气浓度对Hg0脱除的影响。结果表明，水蒸气的存在有利于α-Fe2O3和γ-Fe2O3对单质汞的脱除，在260℃，γ-Fe2O3吸附Hg0的性能明显优于α-Fe2O3；升高吸附温度(150~260℃)α-Fe2O3吸附 Hg0效率由30%上升至80%，而当温度从260℃上升至360℃时，脱汞效率由80%下降至50%。利用BET、XRD、FT-IR、H2-TPR、XPS对α-Fe2O3和γ-Fe2O3脱汞机理进行探究，水蒸气吸附在氧化铁表面并生成 Fe–OH，Hg0吸附在氧化铁表面被活化，Fe–OH与活化后的Hg0反应生成HgO和H2O。