構建新型催化劑“納米片”雙功能材料

　　近日，華北電力大學環境科學與工程學院教授汪黎東團隊構建了一種新型催化劑——二維鈷氮摻雜碳（2D Co–N–C）納米片，該納米片體現出雙功能，可在濕法脫硫中使硫資源實現高效回收，并使脫硫過程中吸附的汞離子（Hg2+）受到限制。相關成果2月24日在線發表在《環境科學與技術》上。

　　在許多大型燃煤電站的煙氣處理中，都用到了濕法脫硫技術。但硫酸鹽回收的大量能源損失，會限制濕法脫硫的效率，并增加了HgO再排放的風險。

　　濕法脫硫中的催化劑一般采用鈷基材料。雖然鈷基材料可提高亞硫酸鹽的氧化速率，進而可以提高能源效率，但前提是必須解決由于反應物競爭導致的催化劑失活和中毒問題。

　　在研究中，汪黎東團隊開發了一種超濕潤的新型催化劑——二維鈷氮摻雜碳（2D Co–N–C）納米片，其具有有限的催化/吸附位點，可用于高效節能的亞硫酸鹽氧化和汞離子吸附。

　　該納米片所設計的結構表現出增強的表面極性、可用性和較短的反應物擴散路徑，從而使顯著的催化轉化頻率（TOF）值達到0.085/s，同時汞去除能力達到143.26 mg/g。催化劑納米片具有再生穩定性，以提高成本效率。

　　研究指出，通過部署Co–N–C催化劑，可以顯著降低高達69%的熱損失，這使得這種硫資源回收催化途徑在實際工業場景中經濟可行。