单相尖晶石型磁性高熵氧化物催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明提供一种单相尖晶石型磁性高熵氧化物催化剂，所述催化剂包括高熵氧化物，所述高熵氧化物的化学式为MnFeCoCuZnOx。所述催化剂的制备方法包括步骤：S1，将MnO2、Fe2O3、Co2O3、CuO和ZnO按预设摩尔比混合，得混合物；然后对所述混合物进行球磨处理，得球磨产物；所述球磨处理采用的球磨转速为100‑500rpm，所述球磨处理的球磨时长为10‑40h；S2，对所述球磨产物进行过筛处理，得混合粉末；S3，将所述混合粉末进行焙烧处理，得所述催化剂；所述焙烧处理的温度为600‑1200℃，所述焙烧处理的时长为2‑8h。本发明提供的催化剂具有高稳定的脱汞效率和耐高浓度SO2性能。

权利要求

1.一种催化剂在脱汞中的应用，其特征在于，所述催化剂包括高熵氧化物，所述高熵氧化物的化学式为MnFeCoCuZnOx；

所述催化剂的制备方法包括步骤：

S1，将MnO2、Fe2O3、Co2O3、CuO和ZnO按预设摩尔比混合，得混合物；然后对所述混合物进行球磨处理，得球磨产物；

其中，所述预设摩尔比为0.8～2.0:0.8～1.2:0.8～1.2:0.8～1.2:0.8～1.2；所述球磨处理采用的球磨转速为100‑500rpm，所述球磨处理的球磨时长为10‑40h；

S2，对所述球磨产物进行过筛处理，得混合粉末；

S3，将所述混合粉末进行焙烧处理，得所述催化剂；其中，所述焙烧处理的温度为600‑

1200℃，所述焙烧处理的时长为2‑8h。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，在所述混合物中，所述预设摩尔比为1:1:

1:1:1或2:1:1:1:1。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述球磨处理包括多个球磨周期，每个球磨周期的时长为30‑40min，前后两个所述球磨周期的间隔时长为5‑10min。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述步骤S1中，在进行所述球磨处理之前，向所述混合物中加入球磨介质；其中，所述球磨介质包括去离子水、无水乙醇和异丙醇中的一种或几种；

所述步骤S2中，在进行所述过筛处理之前，对所述球磨产物进行干燥处理。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述过筛处理包括：将所述球磨产物过50‑

100目的筛网，取筛下物，得所述混合粉末。

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述焙烧处理的升温速率为5‑10℃/min。

0

7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，采用所述催化剂催化烟气中Hg的氧化反0

应；其中，所述烟气中含有Hg和SO2。

说明书

单相尖晶石型磁性高熵氧化物催化剂及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及纳米材料领域，尤其涉及单相尖晶石型磁性高熵氧化物催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 我国是世界上最大的汞排放国，占世界汞排放总量的60％左右。有色金属冶炼是我国最主要的人为汞排放源之一，据清华大学研究表明，大气环境中约30％的汞来自于有色金属冶炼。有色金属冶炼行业汞排放主要集中于重金属冶炼过程。典型的锌冶炼过程中，3
95％以上的汞会挥发进入烟气形成高达10mg/m以上浓度的含汞烟气。

[0003] 烟气中汞主要以单质汞(Hg0)、氧化态汞(Hg2+)和颗粒态汞(Hgp)的形式存在，其中0 0 2+
90％以上为Hg ，但Hg不溶于水、活性低且挥发性大，在有色冶炼过程中难以去除。Hg 和Hgp
0
在除尘器、烟气洗涤器和湿法脱硫等装备或工段上基本可实现完全脱除。因此，将Hg在催
2+
化剂作用下氧化成易溶于水的Hg 是汞污染控制的有效手段。

[0004] 然而，现有技术中，将烟气中Hg0氧化成Hg2+的效率较低；而且，有色金属冶炼的硫化矿物含硫量大，会形成SO2浓度达1‑16％的高硫烟气，导致常规催化剂易发生硫中毒失活。

[0005] 鉴于此，有必要提供一种单相尖晶石型磁性高熵氧化物催化剂，以解决或缓解上0
述对Hg的催化氧化效率较低、以及常规催化剂易发生硫中毒失活的缺陷。

发明内容

[0006] 本发明的主要目的是提供一种单相尖晶石型磁性高熵氧化物催化剂及其制备方0
法和应用，旨在解决上述对Hg 的催化氧化效率较低以及常规催化剂易发生硫中毒失活的技术问题。

[0007] 为实现上述目的，本发明提供了一种单相尖晶石型磁性高熵氧化物催化剂，所述催化剂包括高熵氧化物，所述高熵氧化物的化学式为MnFeCoCuZnOx。

[0008] 本发明还提供了一种催化剂的制备方法，包括步骤：

[0009] S1，将MnO2、Fe2O3、Co2O3、CuO和ZnO按预设摩尔比混合，得混合物；然后对所述混合物进行球磨处理，得球磨产物；

[0010] 其中，所述预设摩尔比为0.8～2.0:0.8～1.2:0.8～1.2:0.8～1.2:0.8～1.2；所述球磨处理采用的球磨转速为100‑500rpm，所述球磨处理的球磨时长为10‑40h；

[0011] S2，对所述球磨产物进行过筛处理，得混合粉末；

[0012] S3，将所述混合粉末进行焙烧处理，得所述催化剂；其中，所述焙烧处理的温度为600‑1200℃，所述焙烧处理的时长为2‑8h。

[0013] 进一步地，在所述混合物中，所述预设摩尔比为1:1:1:1:1或2:1:1:1:1。

[0014] 进一步地，所述球磨处理包括多个球磨周期，每个球磨周期的时长为30‑40min，前后两个所述球磨周期的间隔时长为5‑10min。

[0015] 进一步地，所述步骤S1中，在进行所述球磨处理之前，向所述混合物中加入球磨介质；其中，所述球磨介质包括去离子水、无水乙醇和异丙醇中的一种或几种；

[0016] 所述步骤S2中，在进行所述过筛处理之前，对所述球磨产物进行干燥处理。

[0017] 进一步地，所述过筛处理包括：将所述球磨产物过50‑100目的筛网，取筛下物，得所述混合粉末。

[0018] 进一步地，所述焙烧处理的升温速率为5‑10℃/min。

[0019] 本发明还提供了一种催化剂，采用如上述任意一项所述的制备方法进行制备。

[0020] 本发明还提供了一种如上述任意一项所述的催化剂在脱汞中的应用。

[0021] 进一步地，采用所述催化剂催化烟气中Hg0的氧化反应；其中，所述烟气中含有Hg0和SO2。

[0022] 与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

[0023] 1、本发明以MnO2、Fe2O3、Co2O3、CuO和ZnO为原料，采用简单的机械球磨和后续焙烧，在机械力和高温自蔓延作用下实现原子尺度上各元素高度分散，增加混合构型熵，有助于形成单相结构，获得化学式为MnFeCoCuZnOx的高熵氧化物。

[0024] 2、本发明制备得到的高熵氧化物为单相尖晶石型磁性高熵氧化物，具有单相尖晶石结构，是与典型Fd‑3m尖晶石(CoFe2O4)结构相同的一类化合物；而且，本发明制备得到的高熵氧化物具有片状形貌和介孔结构，具有高比表面积和小粒径分布；另外，由于本发明制备的高熵氧化物具有强磁性，还有助于实现材料资源化回收重复利用。

[0025] 3、本发明制备得到的高熵氧化物具有高稳定的脱汞效率和耐高浓度SO2性能，在处理100℃含汞烟气时，脱汞率可达85％左右；在处理100℃含汞含硫烟气时，60min内脱汞率仅降低10％‑20％。

附图说明

[0026] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

[0027] 图1为本发明实施例1、对比例1以及对比例2中催化剂的XRD谱图；

[0028] 图2为本发明实施例1中催化剂的SEM和TEM图；其中，(a)为实施例1中催化剂的SEM图，(b)为实施例1中催化剂的TEM图；

[0029] 图3为本发明实施例1中催化剂的EDS图；

[0030] 图4为本发明实施例1、对比例1和对比例2中的脱汞性能图；

[0031] 图5为本发明实施例1、对比例1和对比例2中的抗硫脱汞性能图；

[0032] 图6为本发明实施例2中的脱汞性能图；

[0033] 图7为本发明实施例2中的抗硫脱汞性能图；

[0034] 图8为本发明实施例3中催化剂的XRD图；

[0035] 图9为本发明实施例3中的脱汞性能图；

[0036] 图10为本发明实施例3中的抗硫脱汞性能图；

[0037] 图11为本发明实施例4中的脱汞性能图；

[0038] 图12为本发明实施例4中的抗硫脱汞性能图。

[0039] 本发明目标的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

[0040] 下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

[0041] 需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

[0042] 并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

[0043] 需了解的是，高熵氧化物是指含有5种及以上元素，以等摩尔或近摩尔比相互固溶而得到的具有单一相的材料，其独特的构型和功能可调控性引起了研究者的广泛关注。

[0044] 还需了解的是，本领域目前对于高熵氧化物的定义还不成熟，并非一定只有在完全等摩尔比或近摩尔比的条件下，才能获得高熵氧化物。例如，本发明中，在采用2:1:1:1:1摩尔比的条件下，同样获得了高熵氧化物。

[0045] 高熵效应有助于增强体系构型熵，形成单一固溶体结构的高熵相；其次，不同原子半径的金属元素在晶格中随机分布，容易导致严重晶格畸变，产生大量氧空位和活性位点。晶格畸变提高了原子扩散能垒，有助于纳米级高熵氧化物形成，各元素组分间多位点协同可增强催化活性和抗硫性。

[0046] 有别于传统氧化物特性，高熵氧化物多组分随机分布和高度晶格畸变导致其电子结构可调、多缺陷耦合、表面氧活化以及多种活性中心协同强化等。

[0047] 由此，本发明提供了一种新的单相尖晶石型磁性高熵氧化物催化剂，所述催化剂包括高熵氧化物，所述高熵氧化物的化学式为MnFeCoCuZnOx。

[0048] 经探索，发现MnFeCoCuZnOx具有优异催化特性，能够实现高活性脱汞和抗硫。

[0049] 为了获得上述能够抗硫脱汞的催化剂，本发明还提供了一种催化剂的制备方法，包括步骤：

[0050] S1，将MnO2、Fe2O3、Co2O3、CuO和ZnO按预设摩尔比混合，得混合物；然后对所述混合物进行球磨处理，得球磨产物；

[0051] 其中，所述预设摩尔比为0.8～2.0:0.8～1.2:0.8～1.2:0.8～1.2:0.8～1.2；所述球磨处理采用的球磨转速为100‑500rpm，所述球磨处理的球磨时长为10‑40h，需注意的是，本实施方式中的球磨时长未计入暂停时间。

[0052] 具体地，所述预设摩尔比可以为1:1:1:1:1或2:1:1:1:1。

[0053] 所述球磨处理包括多个球磨周期，每个球磨周期的时长为30‑40min，前后两个所述球磨周期的间隔时长为5‑10min。

[0054] 需了解的是，在进行所述球磨处理之前，可以向所述混合物中加入球磨介质；其中，所述球磨介质包括去离子水、无水乙醇和异丙醇中的一种或几种。

[0055] S2，对所述球磨产物进行过筛处理，得混合粉末。

[0056] 具体地，所述过筛处理可以包括：将所述球磨产物过50‑100目的筛网，取筛下物，得所述混合粉末。另外，在进行所述过筛处理之前，还可以对所述球磨产物进行干燥处理，即将所述球磨产物烘干。

[0057] S3，将所述混合粉末进行焙烧处理，得所述催化剂，其中，所述焙烧处理的温度为600‑1200℃，所述焙烧处理的时长为2‑8h。所述焙烧处理的升温速率可以为5‑10℃/min。

[0058] 本领域技术人员需要知晓的是，通过上述制备方法制备得到的催化剂即为单相尖晶石型磁性高熵氧化物催化剂，化学式为MnFeCoCuZnOx。此外，所述催化剂还包含片状形貌和介孔结构，具有高比表面积和小粒径分布。

[0059] 需了解的是，本发明设计合成的高熵氧化物因各元素半径、键长以及电负性不同，0
容易导致严重晶格畸变，产生大量氧空位和活性位点，有利于反应物分子Hg的吸附。晶格畸变提高了原子扩散能垒，有助于形成纳米级高熵氧化物，提供丰富的孔道和高比表面积，
0
强化Hg催化氧化。高熵氧化物多组分随机分布和高度晶格畸变导致其电子结构可调、多缺陷耦合、表面氧活化以及多种活性中心协同强化等，具备这些优异催化特性的高熵氧化物是实现高活性脱汞和抗硫的关键因素。

[0060] 还需了解的是，MnO2、Fe2O3、Co2O3、CuO和ZnO粉末在行星球磨机上高速球磨过程中，机械力促使各氧化物发生断键重组。高温焙烧过程中又促进各分子高速运动，增加体系构型熵，结晶形成均一固溶体结构的高熵氧化物。

[0061] 而且，本发明制备的片层介孔结构的尖晶石型高熵氧化物，增大了催化剂比表面0
积和可利用孔道，使得反应物分子充分吸附在高熵氧化物上，可促进Hg的催化氧化。

[0062] 此外，因高熵氧化物是由五种及五种以上元素相互固溶而得到的具有单一相的氧化物。各元素相似的原子半径、相似的键长以及相似的电负性更容易设计合成高熵氧化物。在进行高熵氧化物催化剂的制备时，本发明还充分考虑了Mn、Fe、Co、Cu、Zn这五种元素的本征属性。

[0063] 基于上述制备方法，本发明还提供了一种采用如上述任意一项所述的制备方法进行制备催化剂。

[0064] 为了实现对Hg0氧化转化和脱除，本发明还提供一种如上述任意一项所述的催化剂在脱汞中的应用。

[0065] 由于烟气中通常同时含有Hg0和SO2，在具体应用过程中，可以将所述催化剂用于含0 0 0
有Hg和SO2的烟气中，并催化烟气中Hg的氧化反应，以确保Hg的转化和脱除；需注意的是，烟气的温度通常为100‑300℃。

[0066] 经实测，在使用本发明提供的催化剂进行脱汞时，Hg0的转化效率可以长期维持在0
85％左右；在使用本发明提供的催化剂进行抗硫脱汞时，Hg 的转化效率最高还可以达到
85％左右，且在60min内，依然能够达到70％左右的转化效率。

[0067] 为了便于本领域技术人员对本发明做进一步理解，现举例说明：

[0068] 需明确的是，本发明示出了实施例1‑4和对比例1‑2，各实施例和对比例分别按照不同的方案制备了催化剂。除开催化剂的制备和选取，各实施例和对比例中的催化剂脱汞活性评价试验是在同等条件下进行的，各实施例和对比例中的催化剂抗硫脱汞活性评价试验也是在同等条件下进行的。

[0069] 实施例1

[0070] 一、催化剂的制备

[0071] 1、分别称取0.4347g MnO2、0.3547g Fe2O3、0.8293g Co2O3、0.3978g CuO和0.4070g ZnO粉末；将称取的粉末混合装入氧化锆球磨罐中，在球磨罐中加入5mL无水乙醇，球料比10:1，盖上密封盖，在行星球磨机上进行球磨，得球磨产物。

[0072] 其中，球磨过程中采用的球磨转速为400rpm，每球磨30min后，暂停5min，除暂停的时间，球磨的总时长为10h。

[0073] 2、将球磨产物置入60℃的干燥箱中进行12h的烘干，并在烘干后过100目筛，取筛下物，得混合粉末。

[0074] 3、将混合粉末在800℃的马弗炉中焙烧2h，升温速率5℃/min；焙烧结束后冷却至室温，得到单相尖晶石型磁性高熵氧化物粉末，即本发明中的所需的催化剂。

[0075] 本实施例制备得到的高熵氧化物的化学式为MnFeCoCuZnOx。

[0076] 参照图1所示，本实施例制备的MnFeCoCuZnOx为单相固溶体的高熵氧化物，呈现典型Fd‑3m尖晶石(CoFe2O4)结构。

[0077] 参照图2所示，本实施例制备的MnFeCoCuZnOx高熵氧化物呈现片状形貌，晶粒尺寸约50nm。

[0078] 参照图3(由彩图转换而来)所示，本实施例制备的MnFeCoCuZnOx高熵氧化物各元素高度均匀分散。

[0079] 本实施例中，单相尖晶石型磁性高熵氧化物呈介孔结构，孔径约为22nm，比表面积2
为26m/g。

[0080] 二、催化剂脱汞活性评价试验

[0081] 催化剂脱汞活性评价由实验室搭置的石英管式固定床催化剂活性评价系统完成。

[0082] 含汞烟气组成：Hg0 130μg/m3，O2 6％，N2作为平衡气；空速为78000h‑1；烟气温度为100℃；采用本实施例中的单相尖晶石型磁性高熵氧化物粉末作为催化剂。

[0083] 具体过程为：首先经汞分析仪测试含汞烟气中初始Hg0值，再将烟气切换至含0 0
100mg催化剂的反应管，测试出口Hg值。Hg氧化效率ηoxi可定义为：

[0084]

[0085] 其中， 表示为反应管进口处的Hg0浓度(初始Hg0值为130μg/m3)， 表示0
为反应管出口处的Hg浓度。

[0086] 参照图4所示，本实施例制备的MnFeCoCuZnOx高熵氧化物脱汞效率(汞氧化效率)高达88％。

[0087] 三、催化剂抗硫脱汞活性评价试验

[0088] 催化剂抗硫脱汞活性评价在实验室搭置的石英管式固定床催化剂活性评价系统上完成。

[0089] 含汞含硫烟气组成：Hg0 130μg/m3，O2 6％，SO2 6％，N2作为平衡气；空速为78000h‑1；烟气温度为100℃；采用本实施例中的单相尖晶石型磁性高熵氧化物粉末作为催化剂。

[0090] 具体过程为：首先经汞分析仪测试含汞烟气中初始Hg0值，再将烟气切换至含0 0
100mg催化剂的反应管，测试出口Hg值，Hg氧化效率的计算过程同本实施例的第二部分。

[0091] 参照图5所示，本实施例制备的MnFeCoCuZnOx高熵氧化物，在6％SO2存在时，60min内，脱汞效率依然能够达到75％左右；并且，即使在70min时，脱汞效率也仅降低至68％。

[0092] 实施例2

[0093] 一、催化剂的制备

[0094] 1、分别称取0.4347g MnO2、0.3547g Fe2O3、0.8293g Co2O3、0.3978g CuO和0.4070g ZnO粉末，将称取的粉末混合装入氧化锆球磨罐中，在球磨罐中加入5mL无水乙醇，球料比10:1，盖上密封盖，在行星球磨机上进行球磨，得球磨产物。

[0095] 其中，球磨过程中采用的球磨转速为400rpm，每球磨30min后，暂停5min，除暂停的时间，球磨的总时长为10h。

[0096] 2、将球磨产物置入60℃的干燥箱中进行12h的烘干，烘干后过100目筛，取筛下物，得混合粉末。

[0097] 3、将混合粉末在600℃的马弗炉中焙烧2h，升温速率5℃/min，焙烧结束后冷却至室温，得到单相尖晶石型磁性高熵氧化物粉末，即本发明中所需的催化剂。

[0098] 本实施例制备得到的高熵氧化物的化学式为MnFeCoCuZnOx；本实施例中，单相尖2
晶石型磁性高熵氧化物粉末的比表面积为15m/g，孔径约为22nm。

[0099] 二、催化剂脱汞活性评价试验

[0100] 催化剂脱汞活性评价由实验室搭置的石英管式固定床催化剂活性评价系统完成。

[0101] 含汞烟气组成：Hg0 130μg/m3，O2 6％，N2作为平衡气；空速为78000h‑1；烟气温度为100℃；采用本实施例中的单相尖晶石型磁性高熵氧化物粉末作为催化剂。

[0102] 具体过程为：首先经汞分析仪测试含汞烟气中初始Hg0值，再将烟气切换至含0 0
100mg催化剂的反应管，测试出口Hg值，Hg氧化效率的计算过程同实施例1。

[0103] 参照图6所示，本实施例制备的MnFeCoCuZnOx高熵氧化物脱汞效率(汞氧化效率)达85％。

[0104] 三、含汞含硫烟气中的催化剂抗硫脱汞活性评价试验

[0105] 催化剂抗硫脱汞活性评价在实验室搭置的石英管式固定床催化剂活性评价系统上完成。

[0106] 含汞含硫烟气组成：Hg0 130μg/m3，O2 6％，SO2 6％，N2作为平衡气；空速为78000h‑1；烟气温度为100℃；采用本实施例中的单相尖晶石型磁性高熵氧化物粉末作为催化剂。

[0107] 具体过程为：首先经汞分析仪测试含汞烟气中初始Hg0值，再将烟气切换至含0 0
100mg催化剂的反应管，测试出口Hg值，Hg氧化效率的计算过程同实施例1。

[0108] 参照图7所示，本实施例制备的MnFeCoCuZnOx高熵氧化物，在6％SO2存在时，60min内，脱汞效率依然能够达到70％左右。

[0109] 实施例3

[0110] 一、催化剂的制备

[0111] 1、分别称取0.8694g MnO2、0.3547g Fe2O3、0.8293g Co2O3、0.3978g CuO和0.4070g ZnO粉末，将称取的粉末混合装入氧化锆球磨罐中，在球磨罐中加入5mL无水乙醇，球料比10:1，盖上密封盖，在行星球磨机上进行球磨，得球磨产物。

[0112] 其中，球磨过程中采用的球磨转速为400rpm，每球磨30min后，暂停5min，除开暂停的时间，球磨的总时长为10h。

[0113] 2、将球磨产物置入60℃的干燥箱中进行12h的烘干，烘干后过100目筛，取筛下物，得混合粉末。

[0114] 3、将混合粉末在800℃的马弗炉中焙烧2h，升温速率5℃/min；焙烧结束后冷却至室温，得到单相尖晶石型磁性高熵氧化物粉末，即本发明中所需的催化剂。

[0115] 本实施例制备得到的高熵氧化物的化学式为MnFeCoCuZnOx。

[0116] 参照图8所示，本实施例制备的MnFeCoCuZnOx为单相固溶体的高熵氧化物，呈现典型Fd‑3m尖晶石(CoFe2O4)结构。

[0117] 本实施例中，单相尖晶石型磁性高熵氧化物粉末的比表面积为18m2/g，孔径约为20nm。

[0118] 二、催化剂脱汞活性评价试验

[0119] 催化剂脱汞活性评价由实验室搭置的石英管式固定床催化剂活性评价系统完成。

[0120] 含汞烟气组成：Hg0 130μg/m3，O2 6％，N2作为平衡气；空速为78000h‑1；烟气温度为100℃；采用本实施例中的单相尖晶石型磁性高熵氧化物粉末作为催化剂。

[0121] 具体过程为：首先经汞分析仪测试含汞烟气中初始Hg0值，再将烟气切换至含0 0
100mg催化剂的反应管，测试出口Hg值，Hg氧化效率的计算过程同实施例1。

[0122] 参照图9所示，本实施例制备的MnFeCoCuZnOx高熵氧化物，脱汞效率(汞氧化效率)高达85％。

[0123] 三、催化剂抗硫脱汞活性评价试验

[0124] 催化剂抗硫脱汞活性评价在实验室搭置的石英管式固定床催化剂活性评价系统上完成。

[0125] 含汞含硫烟气组成：Hg0 130μg/m3，O2 6％，SO2 6％，N2作为平衡气；空速为78000h‑1；烟气温度为100℃；采用本实施例中的单相尖晶石型磁性高熵氧化物粉末作为催化剂。

[0126] 具体过程为：首先经汞分析仪测试含汞烟气中初始Hg0值，再将烟气切换至含0 0
100mg催化剂的反应管，测试出口Hg值，Hg氧化效率的计算过程同实施例1。

[0127] 参照图10所示，本实施例制备的MnFeCoCuZnOx高熵氧化物，在6％SO2存在时，60min内，脱汞效率依然能够达到67％左右。

[0128] 实施例4

[0129] 一、催化剂的制备

[0130] 1、分别称取0.8694g MnO2、0.3547g Fe2O3、0.8293g Co2O3、0.3978g CuO和0.4070g ZnO粉末，将称取的粉末混合装入氧化锆球磨罐中，在球磨罐中加入5mL无水乙醇，球料比10:1，盖上密封盖，在行星球磨机上进行球磨，得球磨产物。

[0131] 其中，球磨过程中采用的球磨转速为400rpm，每球磨30min后，暂停5min，除开暂停的时间，球磨的总时长为10h。

[0132] 2、将球磨产物置入60℃干燥箱中进行12h的烘干，烘干后过100目筛，取筛下物，得混合粉末。

[0133] 3、将混合粉末在600℃的马弗炉中焙烧2h，升温速率5℃/min；焙烧结束后冷却至室温，得到单相尖晶石型磁性高熵氧化物粉末，即本发明中所需的催化剂。

[0134] 本实施例制备得到的高熵氧化物的化学式为MnFeCoCuZnOx。

[0135] 本实施例中，单相尖晶石型磁性高熵氧化物粉末的比表面积为18m2/g，孔径约为19nm。

[0136] 二、催化剂脱汞活性评价试验

[0137] 催化剂脱汞活性评价由实验室搭置的石英管式固定床催化剂活性评价系统完成。

[0138] 含汞烟气组成：Hg0 130μg/m3，O2 6％，N2作为平衡气；空速为78000h‑1；烟气温度为100℃；采用本实施例中的单相尖晶石型磁性高熵氧化物粉末作为催化剂。

[0139] 具体过程为：首先经汞分析仪测试含汞烟气中初始Hg0值，再将烟气切换至含0 0
100mg催化剂的反应管，测试出口Hg值，Hg氧化效率的计算过程同实施例1。

[0140] 参照图11所示，本实施例制备的MnFeCoCuZnOx高熵氧化物，脱汞效率(汞氧化效率)高达85％。

[0141] 三、催化剂抗硫脱汞活性评价试验

[0142] 催化剂抗硫脱汞活性评价在实验室搭置的石英管式固定床催化剂活性评价系统上完成。

[0143] 含汞含硫烟气组成：Hg0 130μg/m3，O2 6％，SO2 6％，N2作为平衡气；空速为78000h‑1；烟气温度为100℃；采用本实施例中的单相尖晶石型磁性高熵氧化物粉末作为催化剂。

[0144] 具体过程为：首先经汞分析仪测试含汞烟气中初始Hg0值，再将烟气切换至含0 0
100mg催化剂的反应管，测试出口Hg值，Hg氧化效率的计算过程同实施例1。

[0145] 参照图12所示，本实施例制备的MnFeCoCuZnOx高熵氧化物，在6％SO2存在时，60min内，脱汞效率依然能够达到65％左右。

[0146] 对比例1

[0147] 一、催化剂的制备

[0148] 1、分别称取0.4347g MnO2、0.3547g Fe2O3、0.8293g Co2O3、0.3978g CuO和0.4070g ZnO粉末，将称取的粉末混合装入氧化锆球磨罐中，在球磨罐中加入5mL无水乙醇，球料比10:1，盖上密封盖，在行星球磨机上进行球磨，得球磨产物。

[0149] 其中，球磨过程中采用的球磨转速为400rpm，每球磨30min后，暂停5min，除开暂停的时间，球磨的总时长为10h。

[0150] 2、将球磨产物置入60℃的干燥箱中进行12h的烘干，烘干后过100目筛，取筛下物，得混合粉末。

[0151] 3、将混合粉末在400℃的马弗炉中焙烧2h，升温速率5℃/min；焙烧结束后冷却至室温，得到混合相磁性氧化物粉末。

[0152] 参照图1所示，本对比例制备的MnFeCoCuZnOx催化剂呈现混合相，没有形成高熵相。

[0153] 二、催化剂脱汞活性评价试验

[0154] 催化剂脱汞活性评价由实验室搭置的石英管式固定床催化剂活性评价系统完成。

[0155] 含汞烟气组成：Hg0 130μg/m3，O2 6％，N2作为平衡气；空速为78000h‑1；烟气温度为100℃；采用本对比例中的氧化物粉末作为催化剂。

[0156] 具体过程为：首先经汞分析仪测试含汞烟气中初始Hg0值，再将烟气切换至含0 0
100mg催化剂的反应管，测试出口Hg值，Hg氧化效率的计算过程同实施例1。

[0157] 参照图4所示，本对比例制备的MnFeCoCuZnOx催化剂，脱汞效率(汞氧化效率)仅为54％。

[0158] 三、催化剂抗硫脱汞活性评价试验

[0159] 催化剂抗硫脱汞活性评价在实验室搭置的石英管式固定床催化剂活性评价系统上完成。

[0160] 含汞含硫烟气组成：Hg0 130μg/m3，O2 6％，SO2 6％，N2作为平衡气；空速为78000h‑1；烟气温度为100℃；采用本对比例中的氧化物粉末作为催化剂。

[0161] 具体过程为：首先经汞分析仪测试含汞烟气中初始Hg0值，再将烟气切换至含0 0
100mg催化剂的反应管，测试出口Hg值，Hg氧化效率的计算过程同实施例1。

[0162] 参照图5所示，本对比例制备的MnFeCoCuZnOx催化剂，在6％SO2存在时，60min内，脱汞效率会下降至30％；并且，在70min时，还会进一步下降至25％。

[0163] 对比例2

[0164] 一、催化剂的制备

[0165] 1、分别称取0.4347g MnO2、0.3547g Fe2O3、0.8293g Co2O3、0.3978g CuO和0.4070g ZnO粉末，将称取的粉末混合装入氧化锆球磨罐中，在球磨罐中加入5mL无水乙醇，球料比10:1，盖上密封盖，在行星球磨机上进行球磨，得球磨产物。

[0166] 其中，球磨过程中采用的球磨转速为400rpm，每球磨30min后，暂停5min，除开暂停的时间，球磨的总时长为5h。

[0167] 2、将球磨产物置入60℃的干燥箱中进行12h的烘干，烘干后过100目筛，取筛下物，得混合粉末。

[0168] 3、将混合粉末在600℃的马弗炉中焙烧2h，升温速率5℃/min；焙烧结束后冷却至室温，得到混合相磁性氧化物粉末。

[0169] 参照图1所示，本对比例制备的MnFeCoCuZnOx催化剂呈现混合相，没有形成高熵相。

[0170] 二、催化剂汞活性评价试验

[0171] 催化剂汞活性评价由实验室搭置的石英管式固定床催化剂活性评价系统完成。

[0172] 含汞烟气组成：Hg0 130μg/m3，O2 6％，N2作为平衡气；空速为78000h‑1；烟气温度为100℃；采用本对比例中的氧化物粉末作为催化剂。

[0173] 具体过程为：首先经汞分析仪测试含汞烟气中初始Hg0值，再将烟气切换至含0 0
100mg催化剂的反应管，测试出口Hg值，Hg氧化效率(汞氧化效率)的计算过程同实施例1。

[0174] 参照图4所示，本对比例制备的MnFeCoCuZnOx催化剂，脱汞效率仅为42％。

[0175] 三、催化剂抗硫脱汞活性评价试验

[0176] 催化剂抗硫脱汞活性评价在实验室搭置的石英管式固定床催化剂活性评价系统上完成。

[0177] 含汞含硫烟气组成：Hg0 130μg/m3，O2 6％，SO2 6％，N2作为平衡气；空速为78000h‑1；烟气温度为100℃；采用本对比例中的单相尖晶石型磁性高熵氧化物粉末作为催化剂。

[0178] 具体过程为：首先经汞分析仪测试含汞烟气中初始Hg0值，再将烟气切换至含0 0
100mg催化剂的反应管，测试出口Hg值，Hg氧化效率的计算过程同实施例1。

[0179] 参照图5所示，本对比例制备的MnFeCoCuZnOx催化剂，在6％SO2存在时，60min内，脱汞效率会下降至17％；并且，在70min时，还会进一步下降至15％。

[0180] 本发明的上述技术方案中，以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。