突破HCl/SO2选择性壁垒：MDEA/SBA-15材料在铜冶炼烟气中高效脱氯的机理与应用研究

本文推荐一篇关于铜冶炼烟气净化的前沿研究，作者通过MDEA（N-甲基二乙醇胺）功能化SBA-15介孔材料，实现了在高浓度SO2条件下对HCl的高选择性吸附（99.77%），结合实验表征（BET/XRD/FT-IR）与理论计算（DFT），从电子层面揭示了HCl与氨基的强亲和机制及H2SO3生成促SO2解吸的协同路径，为工业烟气资源化处理提供了新策略。

　　

Highlight

突破HCl/SO₂选择性屏障：MDEA/SBA-15材料凭借其固有碱性特性实现氯化氢高效脱除

Introduction

铜冶炼行业排放的氯化氢（HCl）因其对大气污染的严重影响而受到广泛关注。尽管HCl浓度通常较低（<200 ppm），但若不处理，会通过酸雨和二噁英生成造成环境与健康风险。更关键的是，在高浓度SO₂（10%–30%）共存条件下，HCl的存在会导致脱硫废水氯离子污染、重金属浸出及石膏品质下降，严重制约SO₂资源化利用效率。当前干法脱氯技术虽有效，但缺乏对高浓度SO₂背景下HCl选择性吸附的系统研究。

Section snippets

Adsorbents preparation

通过湿法浸渍制备MDEA/SBA-15吸附剂：将MDEA溶于无水乙醇，加入SBA-15载体连续搅拌6小时，最后在353K下干燥成型。通过调控MDEA负载量（R=0.1–0.5）优化材料性能。

HCl selective removal performance by MDEA/SBA-15 adsorbents

实验表明，原始SBA-15对HCl的去除效率低于90%，而MDEA功能化后显著提升。MDEA/SBA-15-[0.3]在353K、100 ppm HCl与1000 ppm SO₂条件下表现出最优性能，HCl吸附容量达77.20 mg·g^?1，选择性高达99.77%。表征显示MDEA嫁接保留了介孔结构并引入丰富碱性位点，HCl通过化学吸附机制被捕获，并伴随H₂SO₃生成促进SO₂解吸。

Conclusions

本研究通过实验与理论计算结合，阐明MDEA/SBA-15在高浓度SO₂条件下对HCl的优异选择性吸附能力。HCl与氨基位点的强亲和性及电子重分布机制是其高选择性的核心，而SO₂仅发生弱物理吸附。该工作为铜冶炼烟气HCl深度净化与SO₂资源化利用提供了材料设计与机理支撑。