微波辐照生物质基活性炭的制备及其实验分析

发布时间：2020-12-03 02:54

　　活性炭(AC)作为一种多孔性含碳材料,因内部具有十分发达的空隙结构、巨大的比表面积成为有效的吸附材料,用于去除在水相或气态环境中的各种有机和无机污染物、极性和非极性化合物,近年来已经广泛应用人类生活的各个领域。本文主要以生物质废弃物糠醛渣(FR)为原料,通过不同的预处理过程(包含:水洗预处理和碱浸渍处理两种形式)得到水洗糠醛渣(WFR)和碱洗糠醛渣(KFR)两种原料,其中KFR设置三种不同的浸渍比,分别为KOH:FR=0.5,1.0和1.5。以CO2气体为氧化气体,进行一步法活化实验。实验过程采用电加热管式炉和微波管式炉分别进行实验,侧重探究活化温度、活化时间、浸渍比对ACs的产率、碘吸附值和亚甲基蓝(MB)吸附值。电加热管式炉制备ACs的结果表明:KFRACs的产率远远高于FRAC和WFRAC。三种AC最佳的操作条件为FRAC*(800℃,80min),WFRAC*(850℃,100min)和 KFRAC*(650℃,80min,IR= 1.0)。对于KFRAC*,BET表面积,Langmuir表面积,总孔体积和中孔体积分别为 1,962.7 m2/g,2,799.5 m2/g,1.... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 活性炭的制备原料
        1.1.1 农林生产废弃物
        1.1.2 城市绿化废弃物与生活垃圾
        1.1.3 污泥和工业废弃物
        1.1.4 其他
    1.2 活性炭的制备工艺
    1.3 微波加热法制备活性炭
    1.4 活性炭的研究现状
        1.4.1 生物质活性炭的研究现状
        1.4.2 糠醛渣活性炭的研究现状
    1.5 课题研究内容与意义
第二章 实验装置与分析方法
    2.1 实验原料与试剂
    2.2 实验设备
        2.2.1 微波实验设备
        2.2.2 电加热管式炉装置图
    2.3 分析方法
        2.3.1 工业分析与元素分析
        2.3.2 活性炭吸附能力的测定
        2.3.3 吸附平衡模型
        2.3.4 吸附动力学模型
第三章 糠醛渣活性炭的制备以及吸附性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 糠醛渣颗粒的预处理
        3.2.2 糠醛渣活性炭的制备
        3.2.3 活性炭的特征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 不同活化时间对于活性炭产率的影响
        3.3.2 不同活化温度对于活性炭吸附性能的影响
        3.3.3 不同活化时间对于活性炭吸附性能的影响
        3.3.4 不同预处理方法对于活性炭吸附性能的影响
        3.3.5 不同浸渍比对于活性炭吸附性能的影响
        3.3.6 扫描电镜结果分析
        3.3.7 比表面积与孔结构分析
        3.3.8 红外光谱分析
        3.3.9 糠醛渣活性炭吸附性能的研究
    3.4 小结
第四章 微波辐照制备糠醛渣活性炭的研究
    4.1 引言
    4.2 微波辐照制备糠醛渣活性炭
        4.2.1 田口正交试验制备糠醛渣活性炭
        4.2.2 田口实验方法
        4.2.3 微波辐照碱洗糠醛渣制备活性炭
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 主要因素分析
        4.3.2 独立变量对活性炭制备的影响
        4.3.3 碱洗浸渍比对活性炭吸附性能的影响
        4.3.4 MFRAC,MWFRAC与MKFRAC产率与吸附性能的比较
        4.3.5 扫描电镜分析
        4.3.6 比表面积与孔结构分析
        4.3.7 红外光谱分析
        4.3.8 微波制备的糠醛渣活性炭吸附性能的研究
    4.4 小结
第五章 微波制备糠醛渣活性炭与传统加热的比较
    5.1 微波和电炉对活性炭吸附性能的影响
        5.1.1 加热方式对FRACs和WFRACs的影响
        5.1.2 加热方式对KFRACs的影响
    5.2 实验表征对比
        5.2.1 扫描电镜结果对比
        5.2.2 比表面积与孔结构结果对比
        5.2.3 红外光谱结果对比
    5.3 小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间科研成果
作者和导师简介
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]碳酸钾活化剂法制备稻壳活性炭的工艺优化[J]. 廖钦洪,李会合,刘奕清,廖林正.  农业工程学报. 2015(11)
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[3]KOH活化糠醛渣制备活性炭及其表征[J]. 王广建,付信涛,刘影,张路平,仙保震.  化学通报. 2014(10)
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[9]ZnCl2活化茄子秸秆制备活性炭及表征[J]. 马承愚,熊慧珍,宋新山.  功能材料. 2012(03)
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博士论文
[1]柚皮基活性炭制备及吸附应用机理研究[D]. 张华.广西大学 2013
[2]椰壳基微孔活性炭制备与表征研究[D]. 苏伟.天津大学 2003

硕士论文
[1]废弃花叶基活性炭材料的制备及其吸附性能研究[D]. 刘洁.西北师范大学 2016
[2]优质活性炭制备及机理分析[D]. 夏洪应.昆明理工大学 2006



本文编号：2895875