污水厂的蓬勃发展为改善水资源环境做出了贡献,但同时也带来了臭气污染问题,在污水处理的多个环节都会大量产生恶臭气体。目前多数污水厂对处理过程产生的恶臭气体都未作处理,而直接排放至周围环境,影响了周围居民的健康和生活。解决污水处理厂恶臭污染已经成为一个急待解决的课题。硫化氢气体是污水厂臭气污染成分中的代表性物质,其危害大,分布广泛,无论从安全、环境、还是经济角度考虑,都必须对硫化氢进行脱除处理。根据污水厂硫化氢污染排放的特点,开发常温、高效脱硫剂具有现实意义。氧化铜是干法脱硫剂的一个分支,但研究主要集中于中高温,氧化铜用于室温脱硫的研究开展的很少。粒度减小,可以提高反应常数,有利于缓和反应条件。以纳米氧化铜为单一组分,利用纳米材料的特殊性能可以提高CuO的脱硫能力。选用直接沉淀法生产纳米CuO,并考察了分散剂、沉淀温度、溶液浓度、老化时间等因素对CuO粒径的影响,并进行了优化,成功制备出纳米尺度的CuO材料,且颗粒均匀,分散性良好,粒径达到了6.2nm。对影响纳米CuO室温脱硫能力进行了研究,考察了空速、温度条件对脱硫性能的影响。对比了不同制备方法及不同粒径的纳米CuO脱硫性能的差异。比较后发现,直接沉淀法得到的纳米CuO具有高效的低温脱硫能力。在低空速、室温条件下、小粒径的纳米CuO可取得更长的脱硫活性时间和更大的硫容,反应气中的硫化氢浓度被大大净化,实现了高精度的脱硫,脱硫反应精度、活性时间、硫容都优于目前工业用常温脱硫剂。采用XRD、XPS、TG-DTA、TEM等多种手段对纳米CuO产品和脱硫剂脱硫产物进行分析,考察脱硫剂的变化。发现小粒径纳米CuO中存在较多的氧空位,氧空位越多脱硫活性越好。对脱硫产物的分析中发现有单质硫生成,对于开辟硫的资源化新途径具有重要意义。分析了脱硫产物表面各元素的化学态,对纳米氧化铜室温脱硫机理进行了讨论。分析后认为,纳米氧化铜常温脱硫过程经历了吸附、氧空位结合、电子转移等复杂过程,这种常温脱硫过程不同于中高温脱硫反应,硫化氢转化后生成单质硫,这是纳米氧化铜具有高硫容的原因,硫转化生成单质硫,有利于硫的资源回收。本文的研究结果不仅具有潜在的应用前景,而且为常温条件下CuO基高效脱硫剂的开发应用提供了理论依据。