燃煤烟气中零价汞的催化氧化理论研究进展
燃煤烟气汞污染控制技术研究进展
ｔ Ｈａ ｇ ｈ ｕＺｈ ｊａ ｇ ３ ０ ２ ； ． ｅ ｉｎ ｏ ｉ ｃａ ｇｉｅｒｎ ｓａ ｃ ｎ ｅ ｆ Ｉ ｄｕｔｉ ｌＢｏ ｌｒ＆ Ｆｕ — ｙ， ｎ ｚ ｏ ｅ ｉｎ １ ０ ７ ２ Ｚｈ ｊａ ｇ Ｐｒ ｖｎ ｉ ｌＥｎ ｎ ｅ ｉｇ Ｒｅｅ ｒ ｈ Ｃｅ ｔｒ ｏ ｎ ｓｒａ ｉｅ ｒ
关 键 词 燃 煤 烟 气
汞
活 性 炭 吸 附
光 催 化 氧化
Ｍｅ ｃ ｒ ｏ ｔｏ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆ ｒ ｏ ｌｆｒ ｄ ｌｅ ａ ｅ ｒ ｕ ｙ ｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｃ ａ —ｉｅ ｆｕ ｇ ｓ ｓ
ＺＨＯＵ ｉ ａ ，ＣＨ ＥＮＧ Ｂｉ ，Ｍ Ｏ Ｊ ａ ｓ ｎ ，ＷＡ ＮＧ Ｓｙ ｏ ｎ ｉ ｎｏ ｇ
２ 浙 江 省 工 业 锅 炉 炉 窑烟 气 污 染控 制 工 程 技 术研 究 中 心 ， 江 ． 浙
摘 要 针对近年来 的燃煤烟气汞污染控制技术的发展现状 ， 综述了吸附脱汞 和氧化脱汞技 术的最新研究进展 ， 重点介绍 了活
性 炭 吸 附剂 吸 附脱 汞 技 术 和 光 催 化 氧 化 脱 汞 技 术 。鉴 于 活性 炭 吸 附脱 汞和 光 催 化 氧 化 脱 汞 都ห้องสมุดไป่ตู้同 时 存 在 吸 附 和 氧 化 ２种 反 应 ， 出 提 吸 附一 光 催 化 脱 汞 技 术 将 成 为 今 后 燃 煤 烟 气 汞 污 染 控 制 的研 究 方 向
ｏ ｅ ｃ ｙ ｒ ｍ ｏｖ ｌｂ ｃ ｉａ ｅ ａ ｂｏ ｈｅ ｉａ ｌ ｒ ａｔｄ ｃ ｒ ｏｎ ｆｍ ｒ ｕｒ ｅ ａ ｙ ａ ｔｖ ｔ ｄ ｃ ｒ ｎ ｏｒｃ ｍ ｃ ｌｙ ｔ ｅ ｅ ａ ｂ ｓ， ａ ｈ ｓ ｕ ｅ ｆ ｐｈ ｏ ａ ａ ｙ ｉ ｎｄ ｔ ｅ ｔ ｄｉｓ ｏ ｏｔ ｃ ｔ ｌ ｔｃ ｏｘｉａ ｉｎ ｏｆ ｄ ｔｏ
燃煤电厂烟气脱汞技术的研究
某地区采用电子束联合袋式除尘器的方法，通过优化参数和流程，成功将烟气中的汞含量降低30%， 有效控制了汞的排放。
烟气脱汞技术在实际应用中存在的问题和解决方案
问题一
某些脱汞技术在实际应用中存在设备投资 大、运行成本高的问题。
解决方案一
通过优化设备设计和流程，降低投资和运 行成本，提高设备的性价比。
THANKS
感谢观看
技术成本高
设备占地面积大
目前烟气脱汞技术普遍存在投资成本和运行 成本高的问题，需要进一步降低成本才能广 泛应用。
部分烟气脱汞技术需要使用大型设备，占用 较大的厂区空间。
运行维护困难
汞的二次污染
烟气脱汞技术的运行维护涉及到复杂的化学 反应和物理过程，需要专业技术人员进行操 作和维护。
部分烟气脱汞技术可能存在汞的二次污染问 题，需要加强废水处理和汞的回收利用。
效率、吸附剂寿命等。
结果分析
通过对实验结果的分析，得出了 不同脱汞技术的优缺点和适用条 件，同时对影响脱汞效率的关键 因素进行了分析和讨论。
结论
根据实验结果和分析，得出了燃煤 电厂烟气脱汞技术的最佳方案和未 来研究方向。
04
燃煤电厂烟气脱汞技术应用
烟气脱汞技术在实际中的应用案例
案例一
某燃煤电厂采用活性炭吸附法进行烟气脱汞，经过改造后，烟气中的汞含量降低了60%，效果显著。
电化学法
利用电解原理，将汞离子在阴极上 还原成金属汞，再收集利用。
国内外烟气脱汞技术发展现状
国外
美国、日本等国家在烟气脱汞技术方面研究较早，已成功开 发出多种高效脱汞技术，并应用于实际生产中。
国内
随着环保要求的提高，国内燃煤电厂开始逐步引进或研发烟 气脱汞技术，但整体技术水平与国外仍有差距。
《MnCeTiOx催化剂用于烟气Hg0催化氧化和NH3选择性催化还原NO的研究》
《MnCeTiOx催化剂用于烟气Hg0催化氧化和NH3选择性催化还原NO的研究》摘要随着工业化的快速发展，烟气污染问题日益严重。
MnCeTiOx催化剂因其优异的催化性能，被广泛应用于烟气处理中。
本文以MnCeTiOx催化剂为研究对象，探讨其在烟气中Hg0催化氧化和NH3选择性催化还原NO的应用，并分析其反应机理和性能特点。
一、引言烟气中的重金属元素和氮氧化物是造成大气污染的主要来源之一。
Hg0作为烟气中的重金属元素，其排放对环境和人体健康造成严重危害。
NO则是烟气中的主要氮氧化物之一，其排放会导致光化学烟雾、酸雨等环境问题。
因此，寻找一种有效的催化剂，以实现Hg0的催化氧化和NH3选择性催化还原NO，对于减少烟气污染、保护环境具有重要意义。
二、MnCeTiOx催化剂的制备与表征MnCeTiOx催化剂的制备方法主要包括共沉淀法、溶胶-凝胶法、浸渍法等。
本文采用共沉淀法，以Mn、Ce、Ti的硝酸盐为原料，通过控制反应条件，制备出具有高比表面积和良好结晶度的MnCeTiOx催化剂。
利用XRD、SEM、TEM等手段对催化剂进行表征，分析其晶体结构、形貌和元素分布。
三、MnCeTiOx催化剂在Hg0催化氧化中的应用MnCeTiOx催化剂具有较好的氧化性能，能够有效地催化Hg0氧化为Hg2+。
在烟气中，Hg0与O2在催化剂表面发生氧化反应，生成Hg2+和H2O。
通过实验研究，发现MnCeTiOx催化剂在较低温度下即可实现Hg0的有效氧化，且具有较高的催化活性。
此外，该催化剂还具有良好的稳定性和抗中毒性能，能够在复杂烟气条件下长期运行。
四、MnCeTiOx催化剂在NH3选择性催化还原NO中的应用NH3选择性催化还原NO是一种有效的烟气氮氧化物减排技术。
在MnCeTiOx催化剂的作用下，NH3与NO在较低温度下发生还原反应，生成N2和H2O。
实验研究表明，MnCeTiOx催化剂具有较高的NO转化率和N2选择性，能够在较低温度下实现NO的有效还原。
《MnCeTiOx催化剂用于烟气Hg0催化氧化和NH3选择性催化还原NO的研究》范文
《MnCeTiOx催化剂用于烟气Hg0催化氧化和NH3选择性催化还原NO的研究》篇一一、引言随着工业化的快速推进，大气污染问题愈发严峻。
在各种大气污染物中，汞（Hg）和氮氧化物（NOx）是两大主要污染物。
烟气中汞的排放对环境和人类健康造成了极大的威胁，而氮氧化物的存在也是导致光化学烟雾和酸雨的重要原因。
因此，如何有效地控制和去除这两种污染物已成为环境科学研究的重要课题。
本文着重研究了MnCeTiOx催化剂在烟气中Hg0催化氧化和NH3选择性催化还原NO的应用。
二、MnCeTiOx催化剂的制备与表征MnCeTiOx催化剂的制备主要采用溶胶凝胶法，通过控制反应条件，得到具有特定结构和性质的催化剂。
通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段对催化剂进行表征，分析其晶体结构、形貌和元素组成等。
结果表明，MnCeTiOx催化剂具有较高的比表面积和良好的孔结构，有利于反应物的吸附和反应的进行。
三、Hg0催化氧化研究在烟气中，Hg0是一种较为稳定的汞形态，难以直接去除。
本研究利用MnCeTiOx催化剂对Hg0进行催化氧化，将其转化为易去除的二价汞形态。
实验结果表明，在适当的反应条件下，MnCeTiOx催化剂能够有效地催化氧化Hg0，提高其去除效率。
同时，催化剂具有良好的稳定性和抗中毒性能，能够在长时间运行过程中保持较高的活性。
四、NH3选择性催化还原NO研究NH3选择性催化还原NO是一种有效的氮氧化物去除技术。
本研究利用MnCeTiOx催化剂进行NH3选择性催化还原NO的实验研究。
实验结果表明，在一定的温度和空速条件下，MnCeTiOx催化剂能够有效地将NO还原为N2和H2O。
同时，该催化剂具有良好的选择性，即优先还原NO而非其他含氮化合物。
此外，催化剂的活性随温度的升高而增大，但过高或过低的温度都不利于反应的进行。
五、结论本研究表明，MnCeTiOx催化剂在烟气Hg0催化氧化和NH3选择性催化还原NO方面具有优异的表现。
燃煤烟气中单质汞的催化氧化技术研究进展_李建荣
。 燃煤
是最主要的汞人为 排 放 源 ， 燃煤烟气中汞包括３种形
０ ２＋ Ｐ 、 。 单质汞 （ 二价汞（ 和颗粒态汞（ 态： Ｈ Ｈ Ｈ ｇ） ｇ ） ｇ） Ｐ ２＋ 其中 ， Ｈ Ｈ ｇ 可以 通 过 除 尘 装 置 去 除 ， ｇ 的化合物则
可以通过湿法脱硫装置 （ 去除 ， 而 大都能溶于水 ， Ｆ Ｇ Ｄ）
燃煤烟气中 单质汞的催化氧化技术研究进展
李建荣 ， 陈进生
中国科学院城市环境研究所 ， 福建 厦门 ３ ６ １ ０ ２ １ ［ 摘 要 ］ 催 化 剂 对 烟 气 中 单 质 汞 的 催 化 氧 化 性 能， 分 Ｓ Ｃ Ｒ） 概述了燃煤机组选择性催 化 还 原 法 （ 、 析了烟气组分如 ＨＣ ｌ Ｓ Ｏ ＮＯ 和 ＮＨ３ 等 及 Ｓ Ｃ Ｒ 系统运行操作条件对单质泵氧化的 ２、 影响 。 同时 ， 介绍了新型 催 化 剂 包 括 锰 及 其 氧 化 物 、 氯 化 铜 和 氧 化 铜、 贵 金 属 类、 稀土 类、 光催化剂等的研究进 展 ， 提出烟气中单质汞催化氧化进一步研究的方向应为 Ｓ Ｃ Ｒ 工艺对单质泵的氧化作用和机理 ， 研发新型廉价催化剂 ， 以及这些催化剂对汞的氧化效 果。 ［ 关 键 词］ 烟气 ； 催化氧化 ； 单质汞 ； 催化剂 Ｓ Ｃ Ｒ； 燃煤 ； ［ 中图分类号 ］ ５ １ １ Ｘ ［ 文献标识码 ］ Ａ ［ （ ） 文 章 编 号］ ０ ０ ２ ３ ３ ６ ４ ２ ０ １ １ １ ２ ０ ０ ０ ８ ０ ５ １ － － － ［ ／ Ｄ Ｏ Ｉ 编 号］ ０． ３ ９ ６ ９ ３ ３ ６ ４． ２ ０ １ １． １ ２． ０ ０ ８ ． ｉ ｓ ｓ ｎ． １ ０ ０ ２ １ － ｊ
， Ｌ Ｉ Ｊ ｉ ａ ｎ ｒ ｏ ｎ ＣＨＥ Ｎ Ｊ ｉ ｎ ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ｇ
燃煤电厂烟气中汞排放分析及监测方法研究
燃煤电厂烟气中汞排放分析及监测方法研究摘要：我国经济的日升月恒和重工业的稳步发展都需要燃煤来提供能量。
锅炉尾气主产物烟气成为了我国大气污染一大问题。
国家出台了一系列有关环保的政策来限制工厂尾气中一些元素的排放量，加强对有害成分排放的控制。
汞及其化合物会掺在燃烧煤炭的尾气中，污染上方大气且对生态环境造成不可逆直接伤害。
本文研究了国内外汞不同的采样分析和监测技术，提高汞排放监测准确和精确性，在其基础上提出改进建议，对汞排放控制的研究具有重要意义。
关键词：燃煤电厂；烟气；汞排放1.汞的基础监测方法(1)冷原子吸收分光光度法一定质量浓度的酸性高锰酸钾溶液吸收了燃煤电厂排放的烟气尾气中的汞，汞被吸收后发生了氧化反应变为离子态，汞离子又和氧化亚锡发生还原反应变回原子型态，存在于溶液内部的汞蒸气被通入的载气吹出进入到测汞仪内部，最后由冷原子吸收分光光度法(CAAS)测出Hg2+的质量浓度。
根据GB/T 16157中的气态污染物化学法采样系统，吸收烟道中烟尾气。
气密性试验后给采样管打开辅热装置。
实验前要先做一组对照组，将空白样品进行CAAS分析并记录数据。
注意采样时间为30min，需要避光运输，盛放产物的容量瓶也需要被原液洗涤大于2次，样品采集后需要尽快分析，或在0～4℃的温度下密封保存不要超过5d。
(2)原子荧光分光光度法气态汞属于荧光物质，经一定波长光源照射处于临界激发态，又降低活性回到基态左右能带，快速产生相对能量的荧光，分析其强度来测得汞含量。
以等速采样的方式，将颗粒物提取至玻璃纤维材质的滤筒，并用混合酸/王水对其进行消解化。
加热得到二价汞(Hg2+)，Hg2+后续又和硼氢化钾(KBH4)还原反应生成气态汞，后被气泵打到光度计内部操作得到含量。
按GB16297-1996要求与CAAS类似组装。
各个采样点采样时间大于0.5h，样品数量大于2个，最后将数据取平均值。
空白样品步骤同上。
采样时，在没有尘粒抖落的前提下剪碎并收集样品，加入王水加热轻微沸腾状态，约2h冷却，后用滤纸过滤。
燃煤电厂烟气汞排放控制研究现状及进展
燃煤电厂烟气汞排放控制研究现状及进展1燃煤电厂汞的排放煤作为一次能源的主要利用方式是燃烧，其燃烧产物会对环境造成严重的破坏。
全世界发电用煤量巨大，燃煤电厂是导致空气污染的最大污染源之一。
在煤燃烧造成的污染物中，除S02、NOx和CO2外，还有各种形态的汞排放。
汞是煤中的一种有毒的重金属痕量元素, 具有剧毒性、高挥发性、生物体内沉积性和迟滞性长等特点。
全球每年排放到大气中的汞总量约为5000吨，其中4000吨是人为的结果，而燃煤过程的汞排放量占30%以上。
由于我国一次性能源以煤炭为主，原煤中汞的含量变化范用在O.1^5.5mg/kg,煤中汞的平均含量为0.22mg/kg,是世界范用内煤中平均汞含量的1.69倍。
根据相关报道，预计2010年中国电煤总需求呈:为16亿t,以煤炭含汞疑为0. 22mg/kg,电厂平均脱汞效率为30%汁,2010年燃煤电厂汞排放量约为246. 4 J因此燃煤所造成的环境汞污染形势不容乐观，对其排放控制不容忽视。
2烟气中汞的存在形式及其影响因素2.1汞的存在形式烟气中汞的存在形式主要包括3种：单质汞（Hg。
）、化合态汞（Hg+和Hg2+）和颗粒态汞。
其中单质汞（Hg。
）是烟气中汞的主要存在形式。
烟气中汞的存在形态对汞的脱除有重要影响。
不同形态汞的物理、化学性质差异较大，如化合态汞易溶于水，并且易被烟气中的颗粒物吸附，因此易被湿法脱硫设备或除尘设备脱除。
颗粒态汞也易被除尘器脱除。
相反单质汞挥发性高、水溶性低，除尘或脱硫设备很难捕获，几乎全部释放到大气中，且在大气中的平均停留时间长达半年至两年，极易在大气中通过长距离大气输送形成广泛的汞污染，是最难控制的形态，也是堰煤烟气脱汞的难点。
2.2影响汞存在形态的主要因素2.2.1燃煤种类的影响燃烧所用煤种不同，烟气中汞的形态分布也不同。
烟煤燃烧时，烟气中Hg2+含量较髙, Hgu 含量偏低；而褐煤在燃烧时，烟气中Hg。
的含量却较高。
褐煤燃烧所产生烟气中Hg。
燃煤烟气脱汞吸附剂的研究进展
间很 短 ， 用 除尘 设备 收集 ； 。 可 Ｈｇ 易挥 发 且 难 溶 于水 ， 很难 被捕 获 ， 易形成 大范 围 的汞污染 ［ ］ １ 。 烟气 中气相单 质汞 很 难 捕 捉 ， 采 取在 燃 烧 过 程 应 中转 化 汞 形 态 的方 法 ， 即利 用 催 化 剂 将 Ｈ 转 化 为
份调查 报告 指 出， 煤 电厂烟 气 是 最 大 的人 为汞 污 燃
染 源 。燃 煤汞 污染近 年来被 世界 公认 为是继 燃煤 硫污
染 的又一重 大污染 问题 。我 国“ ７ ” 划 和“ ６ ” ９３计 ８ ３ 计划 也将 洁净煤 技 术 作 为 一 个 重 要 专 项 。２ １ ０ ２年 １月 １ 日， 境保护 部和 国家质检 总局 联合 发布 了《 电厂 大 环 火
一
２ １ 改性活 性炭 及活 性炭 纤维 ．
未 经处理 的活 性炭 脱汞 效率 低 ， 常用 Ｓ ＩＣ 等对 、、 ｌ
其 进行 处 理 。活 性 炭 吸 附 烟 气 中 的汞 主要 有 ２种 方
式： 一种 是将 其粉 粹后 ， 以喷入 的形式 进入 除尘器之前 的系统 ， 然后 再通 过 除尘 收集 ； 另一种 是在烟 道气尾部 加一个 固定 吸 附床 ， 行 吸附 。 进 曾汉才 等 对 活性 炭纤 维脱 除烟 气 中汞 进行 了试 验研 究 ， 一维 煤 粉 燃 烧 试 验 台上 ， 粉 ２ｋ 在 给 ｇ・ｈ ， ～
燃 煤 烟气 脱 汞 吸 附剂 的研 究进 展
陈 祝 。 华伟 。 胜涛 ， 刘 钱 肖二飞 ， 胡典 明 ， 渝华 孔
（ 气体 净化 剂 国家重点 工业性 试验基 地 工业气体 净化 与精制 湖北省 重点 实验 室 江汉 ： ， 北 武 汉 ４ ０ ７ ） 学 湖 ３ ０ ４
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
燃煤烟气中零价汞的催化氧化理论研究进展赵莉;刘宇;吴洋文;庄柯;陆强【摘要】汞是燃煤锅炉烟气重金属污染元素之一,主要存在形态为零价汞(Hg0)、氧化态汞(Hg2+)和颗粒态汞(Hg.),其中Hg0难以去除,通常需将其氧化为较易脱除的Hg2+后再脱除;催化剂可以促进Hg0的氧化,按照催化剂来源与功能的不同,将其分为3类,即燃煤飞灰、常规Hg0氧化催化剂及联合脱硝脱汞催化剂,综述了Hg0在不同催化剂作用下发生氧化反应的密度泛函理论(DFT)研究现状;对各种催化剂表面Hg0的吸附以及氧化反应机理进行了总结并比较了一些相近研究的内容与结果;指出了现有研究的不足,提出了Hg0氧化剂DFT理论计算研究今后的发展趋势.%Mercury is one of the heavy metal element pollution in the flue gas of coal-fired power generation,with elemental mercury (Hg0),oxidized mercury (Hg2+) and particulate mercury (HgP) as its main existing forms.Since Hg0 is difficult to be removed,it is usually oxidized toHg2+,which can be removed easily with the help of catalysts.Hg0 oxidation catalyst can be divided into three major types according to their different sources and functions,i.e.,coal-fired fly ash,conventional Hg0 oxidation catalyst,and cooperative de-NOx and Hg-removal catalyst.In this paper,the present status of the density functional theory (DFT) study of oxidation reaction of Hg0 under different catalysts is reviewed.Then the mechanisms of adsorption and oxidation reaction of Hg0 on various catalysts are summarized and the contents and results of some similar studies are compared.In addition,the deficiency of the current research is pointed outand the future development trend of DFT calculation study of Hg0 oxidation catalyst is put forward.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2018(051)003【总页数】7页(P170-176)【关键词】燃煤电站;汞排放;汞脱除;零价汞,汞催化氧化;密度泛函理论【作者】赵莉;刘宇;吴洋文;庄柯;陆强【作者单位】生物质发电成套设备国家工程实验室(华北电力大学)北京 102206;生物质发电成套设备国家工程实验室(华北电力大学)北京 102206;生物质发电成套设备国家工程实验室(华北电力大学)北京 102206;国电环境保护研究院,江苏南京210031;生物质发电成套设备国家工程实验室(华北电力大学)北京 102206【正文语种】中文【中图分类】TK621;X5010 引言汞（Hg），俗称水银，是常温下唯一以液态形式存在的金属。
汞具有剧毒性、易迁移性、生物富集性，进入生物体后难以排出，对健康危害极大。
煤炭等化石燃料的燃烧是汞的主要排放源之一。
现阶段在我国的能源消耗中，煤炭仍占主要地位。
在燃煤锅炉产生的烟气中，Hg主要以3 种形态存在，即 Hg0、Hg2+ 和 HgP[1]。
Hg2+ 易溶于水，可通过湿法（例如燃煤电厂湿法脱硫系统）去除；HgP可随飞灰在除尘设备中去除；而Hg0利用燃煤锅炉现有的污染物控制设备很难除去，几乎全部释放到大气中，且停留久、易迁移，造成全球性污染。
目前，燃煤锅炉汞污染物控制技术主要包括燃烧前脱汞、燃烧中脱汞和燃烧后脱汞3类[2-3]。
其中，燃烧前脱汞和燃烧中脱汞在效率和经济性方面都有很大的局限性，而燃烧后添加催化剂脱汞技术效率较高，是当前燃煤电厂汞污染控制技术的研究重点和热点[4-5]。
1 Hg0氧化反应机理假设Hg0氧化催化剂的结构和化学特性直接决定了其对Hg0的氧化性能，Hg0氧化反应机理主要涉及催化剂与烟气中Hg0及其化合物的相互作用。
目前Hg0氧化催化剂的研究还处在实验室阶段，因此在实验的基础上，深入研究Hg0氧化反应的机理，对指导开发高效Hg0氧化催化剂具有重要意义。
关于Hg0的非均相氧化反应，迄今有许多学者基于初步的实验研究给出了多种机理假设，包括Deacon过程、Mars-Maessen机理、Eley-Rideal机理以及Langmuir-Hinshelvood机理等[6]。
尽管上述机理都存在一定的合理性，但是没有一种机理可以解释不同催化剂、不同条件下Hg0的非均相氧化过程。
现有的实验和表征手段难以在微观尺度全面揭示Hg0氧化催化剂的结构特性及反应机理，而量子化学密度泛函理论（Density Functional Theory，DFT）计算方法能够模拟催化剂表面上分子及原子之间的相互作用，为突破这一瓶颈创造了条件。
本文将对现有的关于Hg0氧化催化剂的DFT理论研究进行综述。
2 Hg0氧化催化剂的DFT理论研究进展2.1 燃煤飞灰诸多研究证明，燃煤飞灰中Fe2O3、CuO等成分对Hg0的氧化有显著促进作用[7-8]。
飞灰的主要化学成分包括CaO、MgO、Fe2O3、CuO、MnO2、Al2O3以及SiO2等，其中的金属氧化物对Hg0都有一定的脱除能力[9]。
γ-Fe2O3和α-Fe2O3都具有吸附Hg0的能力，HgCl和HgCl2在α-Fe2O3(001)表面发生解离吸附（见图1）[10-11]。
而在α-Fe2O3(0001)表面，HCl被氧化为Cl2后参与了Hg0的均相氧化反应，且烟气中H2S和O2的存在可促进这一过程[12]。
飞灰中的CuO对Hg0的氧化为多相催化反应。
在CuO(110)的两种不同终端（O 终端和Cu终端）表面上，Cu终端表面对Hg及其化合物表现出更强的吸附能力；烟气组分中的HCl能够促进CuO(110)表面上Hg0的氧化，而NO、NH3和SO2则对氧化反应有不同程度的抑制作用[13]。
在CuO(111)表面，Hg0的氧化反应有两种方式，（1）Cl2分子分解为2个Cl原子氧化气相中的Hg0，遵循Eley-Rideal机理；（2）HCl在表面解离，Cl原子与Hg0在表面结合，遵循Langmuir-Hinshelwood机理（见图2）[14]。
其中第2条路径的能垒较低，因此在Hg0氧化反应中占主导地位。
γ-Al2O3虽然本身对Hg0的催化氧化性能较弱，但具有较高的比表面积，良好的粒度、分散度，以及低廉的价格，因而广泛应用于化学工业领域。
γ-Al2O3作为催化剂时，依靠其表面Al位和O位有较好的吸附性能，能活化许多键，如H—H 键、C—H键、O—H键和C—C键，因此能在一系列反应中显示出良好的活性。
但是，已有的研究发现，γ-Al2O3各个表面对Hg0的吸附能力很弱，均表现为物理吸附[15]，这说明γ-Al2O3并不能直接作为Hg0氧化的催化剂，但可作为载体用于制备高效Hg0氧化催化剂[16]，不仅可以减少活性组分的用量，而且可以通过成型技术使催化剂有一定的形状，增加催化剂的机械强度。
如Pd、Pt、Cu等常作为Hg0催化氧化剂的活性成分，可负载于γ-Al2O3等载体上制备高效的Hg0催化氧化剂[15]。
图2 文献[14]提出的CuO(111)表面Hg0的氧化反应最优路径示意Fig. 2 Optimal pathway of oxidation reaction of Hg0 on the CuO(111) surface proposed in ref [14]2.2 常规Hg0催化氧化剂飞灰对Hg0的氧化还远达不到污染物排放控制的要求，因此一般还需要引入高效的Hg0氧化催化剂来脱除烟气中的Hg0。
以下对几种常规Hg0催化氧化剂进行介绍。
2.2.1 MnO2基Hg0催化氧化剂前人的实验研究已证实以MnO2为活性成分，负载于ZrO2、Al2O3以及TiO2等载体上制备的MnO2基Hg0氧化催化剂，均表现出良好的Hg0氧化性能[17-19]。
由于MnO2具有独特的氧化还原电子对Mn3+/Mn4+，在低温下（低于300 ℃）对Hg0的氧化具有很好的催化活性[17]。
对MnO2(110)表面Hg0吸附的研究表明，Hg0在该表面为强化学吸附[20]，这是由于Hg的s轨道和d轨道与表面上Mn—O—Mn桥位O原子的p轨道以及五配位Mn原子的p轨道和d 轨道发生了杂化，同时也说明Hg原子更倾向于吸附在MnO2(110)表面上的这2种位点上。
HgCl和HgCl2则倾向于吸附在MnO2(110)表面的O原子位点上。
HgCl和HgCl2的脱附与分解都是很强的吸热反应，因此两者都能在MnO2(110)表面稳定存在，但也存在HgCl分解后导致Hg脱附的可能性。
在低温下Hg0更易在MnO2(110)表面吸附，但当温度升高到一定程度，HgCl2将比Hg0更容易被吸附。
对MnO2(110)表面的热力学计算表明，氯化的MnO2(110)表面能够在低HCl浓度下稳定存在。
基于此，进一步的研究表明，HCl在MnO2(110)表面会发生解离吸附并形成—OH以及Mn—Cl结构，Hg0在MnO2(110)表面的氧化遵循Langmuir-Hinshelwood机理，即吸附于表面的Hg0与来自HCl解离的Cl发生反应形成HgCl，然后HgCl再与已经吸附于表面的Cl发生反应生成HgCl2[21]。
因为这2步反应的能垒都远低于由Hg0直接生成HgCl2的能垒，因此Hg0在MnO2(110)表面的氧化反应路径为Hg0→HgCl→HgCl2，其中HgCl→HgCl2是速控步骤（见图3）。
图3 文献[21]提出的MnO2(110)表面Hg0的氧化反应路径示意Fig. 3 Reaction pathway of oxidation of Hg0 on the MnO2(110) surface proposed in ref [21]2.2.2 CeO2基Hg0催化氧化剂CeO2是一种成本低、无毒性以及低温下（200～250℃）催化活性高的Hg0氧化活性成分[22-23]。