很多研究表明，选择性催化还原装置（SCR）也可有效促进 Hg0 氧化。其原理是在烟气 中存在微量的 HCl 时，催化剂将 Hg0 氧化为 Hg2+，然后通过湿法脱硫装置除去。相关探究实 验发现燃煤烟气通过 SCR 反应设备后，Hg0 的含量由入口的 40-60%降低至 2-12%，这充分说 明了选择性催化还原装置促进了烟气中 Hg0 的氧化[18]。

目前燃煤电厂应用的商业 SCR 催化剂以 V2O5-WO3/TiO2 为主，但在 V2O5-WO3/TiO2 脱汞 的模拟中毒实验发现，V2O5-WO3/TiO2 的除汞效率受碱金属附着的影响明显[19]，其抗碱金属 中毒能力相对较弱；另外，烟气温度较高时，V2O5-WO3/TiO2 催化剂 SCR 反应的 N2 选择性 较差，会产生大量具有温室效应的 N2O；V2O5-WO3/TiO2 催化剂的活性组分为毒性较大的 V2O5，其高温易挥发，会对环境产生危害。因此，国内外研究人员都致力于开发新型具有高 NH3-SCR 活性、低成本、环境友好的低温 SCR 反应催化剂来取代 V2O5-WO3/TiO2 催化剂。

1。3 锰钛磁赤铁矿协同脱汞脱硝探究

1。3。1  铁基尖晶石概述

铁基尖晶石是一类常见的矿物，在我国分布广泛，其结构通式为 AB2O4[20]，根据阳离子

分布的不同分为正尖晶石结构和反尖晶石结构。正尖晶石结构阳离子构型为(A2+)[B2   ]O4，反

尖晶石结构阳离子构型为(B3+)[A2+B3+]O [21]

。铁基尖晶石是一类非常重要的无机材料，不仅

具有强磁性，还具有良好的导电性和催化性能等优点[22]。

磁铁矿尖晶石理论组成为 FeO 31。03%，Fe2O3 68。96%，是典型的反尖晶石结构，其结构 构型可表示为 Fe3+[Fe2+Fe3+]O4。由于磁铁矿中的铁离子易发生类质同像置换而被其他金属离 子替换，使天然磁铁矿中经常含有 Al3+、Mn2+、Ni2+、Ti4+等离子，这些阳离子掺杂进入磁铁 矿的晶格中，形成改性的铁基尖晶石。掺杂金属的种类、性质、数量会影响铁基尖晶石的理 化性质，例如掺杂 Ti、Zn 等元素可以提高铁基尖晶石的热稳定性，掺杂 Mn、Ni 等元素可以 改进铁基尖晶石的催化氧化性能[22]。

1。3。2 改性铁基尖晶石协同控制 Hg0 和 NOx 的探究

我国不少燃煤中都含有微量的氯元素，导致燃煤烟气中存在一定浓度的 HCl。当烟气中 含有 HCl 时，锰钛磁赤铁矿在 200~400 oC 能够将气态 Hg0 氧化成气态的 HgCl2。相关研究表 明，锰钛磁赤铁矿在 200~400 oC 还具有优异的 SCR 反应性能[23,24]。因此，改性铁基尖晶石能

够在控制燃煤烟气 NOx 排放的同时，将烟气中的 Hg0 氧化成水溶性的 HgCl2，实现汞污染的 协同控制。

1。3。3 零价汞在铁基尖晶石表面的氧化机制

氯化氢胁迫下零价汞在铁基尖晶石表面的氧化机制仍不清晰，可能的氧化路径主要有以 下三种（见图 1。2）[8]：（1）Mars-Maessen 机制：铁基尖晶石矿物表面直接将物理吸附的零价 汞 氧 化 生 成 氧 化 汞 ， 吸 附 的 氧 化 汞 有 可 能 进 一 步 与 氯 化 氢 反 应 生 成 氯 化 汞 ；（ 2 ） Langmuir-Hinshelwood 机制：铁基尖晶石矿物表面将吸附的氯化氢活化成活性氯自由基，与 相邻吸附位上物理吸附的零价汞反应生成氯化汞；（3）Eley-Rideal 机制：氯化氢被铁基尖晶 石矿物表面活化生成的活性氯自由基与气态的零价汞反应生成氯化汞。

图 1。2 氯化氢胁迫下零价汞在铁基尖晶石矿物表面可能的氧化路径

只有明确零价汞在铁基尖晶石表面的氧化机制，才能通过反应动力学研究，建立零价汞 的氧化速率与铁基尖晶石矿物的表面物化性质之间的相关性。在此基础上，才可以有方向的 对铁基尖晶石进行改性，进一步提高其催化氧化零价汞效率。