微波法改性竹炭催化剂制备工艺及其降解有机废液应用研究

发布时间：2020-04-08 00:13

【摘要】：我国竹类资源分布广泛,数量丰富。如何以竹子替代木材去进行活性碳生产以制备改性竹炭去满足化工环保行业的材料需要变的迫在眉睫,而如何生产竹炭,生产出来的竹炭性能如何,可否作为催化剂去进行如废水处理等应用,都是亟待研究的问题。本论文的意义是拓展我国竹类资源应用,减少木材消耗。并将产品应用于污染治理,具有积极的环境效应。本论文以竹炭为核心,主要讨论如何以竹子为原料,采用微波辅助的方法来制备竹炭,并对竹炭进行改性以制备负载竹炭催化剂,在制备和改性完成后以处理电路板脱膜有机废液为实例去进行表征及应用。解决的方法是采用微波辅助法,将微波辅助用于竹炭的制备、改性以及有机废液的处理。经过实验可得竹炭微波法制备最佳工艺为:先将竹子破碎成型,浸泡在试剂中,然后微波法制备。浸泡试剂为氯化锌,竹炭制备时最佳参数为:浸泡时间为24小时,微波功率500W,加热时间为20分钟。经过实验可得竹炭催化剂最佳改性工艺为:将竹子浸泡在25%氯化锌中后制成竹炭,再将竹炭浸泡在25%硝酸铜溶液中得到改性竹炭催化剂。经过应用实验可得:最佳单因素条件组合为废水的pH值为6,改性竹炭催化剂用量为1.0g,以通入流量为400mL/min的空气氧化剂,微波功率设置在500W。并且在不考虑经济性的情况下,本次实验设备的极限值可以将有机废水由原液高达1283mg/L的COD值,大幅下降到只有39 mg/L,经过计算,整个过程的去除率高达96.96%。
【图文】：

SEM图,竹子,竹炭

Table 4: Heating effect of bamboo charcoal produced at different heating time加热时间 5min 10min 15min 20min 25min 30加热效果大量颗粒未炭化大量颗粒未炭化部分颗粒未炭化炭化效果良好部分颗粒烧结大量烧综上所述，我们发现竹炭制备时最佳参数为：浸泡时间为24小时，微波功率500加热时间为 20min。这比传统的竹炭制备方法具有节能高效、稳定性好的优点。所以实验时所用的竹炭是利用微波法按此工艺条件制备。2.4.2 竹炭的 SEM 图在竹炭制作完成后，为了对比竹炭的制作效果，故对竹炭做了 SEM 图，通过 SE图，可更加直观的观察和对比竹子和竹炭情况。图 5 是竹子和由此竹子所制备的竹炭的 SEM 图。

SEM图,竹炭,竹子

Table 4: Heating effect of bamboo charcoal produced at different heating time加热时间 5min 10min 15min 20min 25min 30加热效果大量颗粒未炭化大量颗粒未炭化部分颗粒未炭化炭化效果良好部分颗粒烧结大量烧综上所述，我们发现竹炭制备时最佳参数为：浸泡时间为24小时，微波功率500加热时间为 20min。这比传统的竹炭制备方法具有节能高效、稳定性好的优点。所以实验时所用的竹炭是利用微波法按此工艺条件制备。2.4.2 竹炭的 SEM 图在竹炭制作完成后，为了对比竹炭的制作效果，，故对竹炭做了 SEM 图，通过 SE图，可更加直观的观察和对比竹子和竹炭情况。图 5 是竹子和由此竹子所制备的竹炭的 SEM 图。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ426;X703

【参考文献】