柠条活性炭成型工艺及其性能研究

发布时间：2017-08-22 18:28

  本文关键词：柠条活性炭成型工艺及其性能研究

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【摘要】：生物质资源是一种储量丰富的可再生能源,且用途广泛、成本低,在资源紧缺、环境承载能力达到峰值的今天,加大对生物质资源的开发探索具有很大的现实意义。柠条作为一种生物质资源,在我国华北、东北和西北广泛分布,由于其生命力旺盛、适应性强的,具有很强的发枝和再生能力,主要用于半干旱地区防风固沙和燃料的,本文利用柠条资源丰富和产量高的特点,将平茬的柠条枝条加以利用,研究其成型性能,以期待进一步提高其应用价值。本文以忻州地区三年生柠条为研究对象,将其粉碎、活化,利用羟甲基纤维素钠(CMC-NA)和聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)作为有效粘结剂,研究制作成型活性炭的最佳工艺；此外还对成型炭肥的性能进行探索,主要以韭菜生长指标做表征,利用腐殖酸作为肥料来源,探究活性炭保肥效果和成型炭肥的最佳配比：(1)CMC-NA作为粘结剂最佳制作工艺为粘结剂质量分数30%、加压时间15min、后处理温度200℃,其中粘结剂质量分数对吸附性影响排序为20%30%40%50%,即20%时碘吸附值最大,50%时最低；粘结剂质量分数对抗压强度敏感性排序为50%40%30%20%；加压时间对吸附性影响排序为1 Omin 15min20min,即加压时间越长碘吸附值越低；加压时间对抗压强度的敏感性排序为20min 15min 1 Omin;后处理温度对碘吸附值的敏感性排序为100℃200℃300℃,对抗压强度的敏感性排序依次为300℃200℃100℃,对三因素做均值多重比较得到最佳制作工艺为A2B2C3即上文所示,此时抗压强度为1.1777 MPa,碘吸附值为346 mg/g,且此条件下的成型物孔隙为229nm(2)PVB作为粘结剂最佳制作工艺为粘结剂质量分数40%、加压时间15 min、后处理温度200℃,其中粘结剂质量分数对吸附性影响排序为30%40%500%60%,即30%时碘吸附值最大,60%时最低；粘结剂质量分数对抗压强度敏感性排序为60%40%50%30%；加压时间对吸附性影响排序为10 min15 min20 min,即加压时间越长碘吸附值越低；加压时间对抗压强度的敏感性排序为20 min15 min10 min;后处理温度对碘吸附值的敏感性排序为100℃200℃300℃,对抗压强度的敏感性排序依次为300℃200℃100℃,对三因素做均值多重比较得到最佳制作工艺为A2B2C3即上文所示,且此条件下的成型物此时抗压强度为2.2281 MPa,碘吸附值为228 mg/g,孔隙为200nm(3)成型质炭肥对韭菜生长具有积极意义,经过研究得到成型炭肥最佳配比为腐殖酸60 g、活性炭60 g,施加这种肥料韭菜长势最佳,韭菜幼苗高度为25.86 cm,韭菜叶片重量为10.35 g
【关键词】：柠条 CMC-NA PVB 活性炭 吸附性
【学位授予单位】：山西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ127.11;S216
【目录】：

• 摘要7-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 活性炭简介9-10
• 1.2 课题研究背景10-11
• 1.2.1 柠条生物质资源的特性10-11
• 1.2.2 柠条的应用现状11
• 1.3 活性炭成型的研究现状11-12
• 1.4 活性炭成型的影响因素12-14
• 1.4.1 粘结剂的影响12
• 1.4.2 活性炭表面性质影响12-13
• 1.4.3 添加剂的影响13
• 1.4.4 成型工艺的影响13-14
• 1.5 活性炭成型的制备方法14-18
• 1.5.1 直接将材料炭化、活化制得14-16
• 1.5.2 以粉末活性炭为原料制备成型活性炭16-18
• 1.6 课题研究内容18-19
• 1.7 课题研究目标和意义19-21
• 1.7.1 研究的目标19
• 1.7.2 研究意义19-21
• 第二章 CMC活性炭成型工艺及其性能研究21-40
• 2.1 成型与吸附基本原理21-23
• 2.1.1 成型方法21
• 2.1.2 成型活性炭性能的表征方法21-23
• 2.2 CMC-NA成型试验23-24
• 2.2.1 试验材料23
• 2.2.2 柠条粉末活化成型仪器23-24
• 2.3 试验方法24-25
• 2.3.1 吸附性试验方法24
• 2.3.2 碘吸附值测定24-25
• 2.4 CMC-NA成型活性炭试验结果分析25-39
• 2.4.1 CMC-NA成型活性炭力学性能分析26-29
• 2.4.2 CMC-NA成型活性炭吸附性分析29-30
• 2.4.3 CMC-NA成型试验方差分析30-36
• 2.4.4 CMC-NA成型试验回归分析36-37
• 2.4.5 CMC-NA成型活性炭扫描电镜(SEM)分析37-39
• 2.5 本章小结39-40
• 第三章 PVB成型活性炭成型工艺及其性能研究40-54
• 3.1 PVB成型试验40
• 3.1.1 试验材料40
• 3.1.2 试验仪器40
• 3.2 试验方法40
• 3.3 PVB成型活性炭试验及结果分析40-53
• 3.3.1 PVB成型活性炭力学性能分析42-44
• 3.3.2 PVB成型活性炭吸附性分析44-45
• 3.3.3 PVB成型试验方差分析45-50
• 3.3.4 PVB成型试验回归分析50-51
• 3.3.5 PVB成型活性炭扫描电镜(SEM)分析51-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第四章 成型生物质炭肥性能研究54-64
• 4.1 试验原理54
• 4.2 试验材料与方法54-57
• 4.2.1 试验材料54
• 4.2.2 试验方法54-57
• 4.3 结果与分析57-63
• 4.3.1 韭菜株高分析57-59
• 4.3.2 韭菜叶重分析59-60
• 4.3.3 韭菜根长分析60-61
• 4.3.4 韭菜根重分析61-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第五章 结论与展望64-67
• 5.1 全文结论64-65
• 5.2 不足之处65
• 5.3 建议65-67
• 参考文献67-71
• Abstract71-73
• 致谢73

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本文编号：720715