生物炭的制备、改性及其对VOCs吸附性能的研究
发布时间：2021-09-08 17:11
现阶段我国工业化和城市化的发展迅速但能源结构相对单一,在工业发展和居民生活过程中势必产生大量VOCs废气,VOCs污染日益严重。探索VOCs污染防治方法势在必行。其中活性炭材料吸附VOCs的方法由于原料易得、加工成本低且吸附性好等优点成为除VOCs方法中具有广阔前景的发展方向之一。但常规方法制备活性炭存在比表面积小、吸附选择性差、孔径分布不均匀等缺陷,需进一步改性以满足在工业和生活中的需要。本文以秸秆型沼渣为原材料制备生物炭,结合Boehm滴定法、比表面积分析、动态吸附实验等方法探索并优化了该种生物炭材料的制备条件和改性方法。测试了改性生物炭对以苯蒸气为代表VOCs吸附效果,研究结果如下:（1）生物炭制备及制备条件探索:设计生物炭制备流程,着重讨论了生物炭烧制温度对生物炭表面化学性质的影响。实验表明,在烧制温度为800℃时,生物炭表面酸性含氧官能团景下降到0.147mmol/g,比表面积上升至489.123m2/g,效果最好。（2）生物炭的碱化改性及碱化条件探索:对制备的生物炭进行碱化改性,并着重讨论了碱浓度对生物炭表面化学性质的影响。实验表明,氢氧化钠对生物炭的碱化过程能有效提高生物...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１技术路线图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ??
本实验采用动态吸附法表征吸附过程ＶＯＣｓ气体的组分变化，本实验以苯??为吸附质模拟生物炭对ＶＯＣｓ尤其是苯系物的吸附效果，实验所用的动态吸附??装置如图２．１所示。??３?４．?，?Ｕ?１２??￣＼一＼?＇?—＼?——，??＼１?Ｖ＿＿?ｒ－Ｏ?——１ＬＪ１??Ｉ?１?旱?￣Ｉ—ｉＪ＾＞＜Ｈ?Ｉ」１＂：：：．：：．．１」??Ａ?一??、?ＨＸＨ＾Ｄ—ｊ?——?＇????［ｔ｜?ｉ］?ｌｏｏｄ?／?ｆ?＇??／??／?Ｔ－ｒ??广广／＾／?／Ｔ?／??Ｌ／?ｔ／?ｓ＿，?Ｌ／?！！／?ｉｉ／??图２．１吸附实验工艺流程图??Ｆｉｇ?２．１?Ｔｈｅ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ??１．氮气瓶２．三通阀３．阀门开关４．转子流量计５．鼓泡器６．缓冲瓶７．压力表８．电加热带??９．热电偶测温器１０．吸附柱１１．气相色谱１２．计算机１３．尾气处理装置??２０??
生物炭的制备条件，比较秸秆质沼渣在不同温度条件下制性质。分别通过Ｂｏｅｈｍ滴定和比表面积测定来表征活性炭表面积随温度的变化，表征结果如表３．１所示。??表３．１生物炭温度筛选组的Ｂｏｅｈｍ滴定??ｂｌｅ?３．１?Ｂｏｅｈｍ?ｔｉｔｒａｔｉｏｎ?ｆｒｏｍ?ｔｈｅ?ｂｉｏｃｈａｒ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ?ｇｒｏｕｐ??ＡＣ５００°Ｃ?ＡＣ６００°Ｃ?ＡＣ７００°Ｃ?ＡＣ８００°Ｃ?ＡＣ９００°Ｃ?０．０３２１?０．０２７３?０．０２４９?０．０１９９?０．０１６７０．０６３２?０．０５８５?０．０５４８?０．０５０４?０．０４４９０．０８９５?０．０８７９?０．０８４８?０．０７６３?０．０７０２０．１８５?０．１７４?０．１６５?０．１４７?０．１３２０．１９－１???
【参考文献】：
期刊论文
[1]水蒸气活化制备竹质成型活性炭及其对二硫化碳的吸附性能[J]. 许伟,孙康,缪存标,王傲,宋曜光,刘军利. 林业工程学报. 2018(02)
[2]苯基键合高比表面积活性炭的制备及其对挥发性有机化合物的吸附性能研究[J]. 吕伟超,申书昌,孙忠慧. 分析化学. 2017(09)
[3]污泥活性炭的制备及改性污泥活性炭研究进展[J]. 曾行艳,吕利平,李航. 化学工程与装备. 2017(08)
[4]改性活性炭表面特性及其对甲烷吸附性能的影响[J]. 竹涛,刘恩彤,景伟东. 矿业安全与环保. 2017(02)
[5]酸碱改性活性炭及其过滤空气中VOC的研究[J]. 王磊,刘喜宏,张忠涛,徐野,司慧,杜美茜. 林业机械与木工设备. 2017(04)
[6]低温等离子体改性活性炭纤维对不同极性苯系物的吸附[J]. 蒋浩,孙亚兵,张梦怡. 环境工程学报. 2016(11)
[7]酸碱改性活性炭及其对甲苯吸附的影响[J]. 刘寒冰,杨兵,薛南冬. 环境科学. 2016(09)
[8]甲烷吸附量与活性炭孔隙结构关系的研究[J]. 冀有俊,杨钊,贺彬艳,李静伟. 天然气化工（C1化学与化工）. 2014(04)
[9]微波改性对活性炭及其甲醇吸附的影响[J]. 李立清,梁鑫,姚小龙,李海龙,马卫武,刘飒. 湖南大学学报(自然科学版). 2014(07)
[10]有机废气中挥发性有机化合物的净化技术[J]. 王广喜,孙晓兵,张竣尧. 中国资源综合利用. 2013(08)
硕士论文
[1]有机酸改性活性炭及其VOCs吸附行为研究[D]. 梁鑫.中南大学 2014
[2]微波辐照再生载甲苯活性炭研究[D]. 庄剑恒.西安建筑科技大学 2008
本文编号：3391169
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１技术路线图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ??
本实验采用动态吸附法表征吸附过程ＶＯＣｓ气体的组分变化，本实验以苯??为吸附质模拟生物炭对ＶＯＣｓ尤其是苯系物的吸附效果，实验所用的动态吸附??装置如图２．１所示。??３?４．?，?Ｕ?１２??￣＼一＼?＇?—＼?——，??＼１?Ｖ＿＿?ｒ－Ｏ?——１ＬＪ１??Ｉ?１?旱?￣Ｉ—ｉＪ＾＞＜Ｈ?Ｉ」１＂：：：．：：．．１」??Ａ?一??、?ＨＸＨ＾Ｄ—ｊ?——?＇????［ｔ｜?ｉ］?ｌｏｏｄ?／?ｆ?＇??／??／?Ｔ－ｒ??广广／＾／?／Ｔ?／??Ｌ／?ｔ／?ｓ＿，?Ｌ／?！！／?ｉｉ／??图２．１吸附实验工艺流程图??Ｆｉｇ?２．１?Ｔｈｅ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ??１．氮气瓶２．三通阀３．阀门开关４．转子流量计５．鼓泡器６．缓冲瓶７．压力表８．电加热带??９．热电偶测温器１０．吸附柱１１．气相色谱１２．计算机１３．尾气处理装置??２０??
生物炭的制备条件，比较秸秆质沼渣在不同温度条件下制性质。分别通过Ｂｏｅｈｍ滴定和比表面积测定来表征活性炭表面积随温度的变化，表征结果如表３．１所示。??表３．１生物炭温度筛选组的Ｂｏｅｈｍ滴定??ｂｌｅ?３．１?Ｂｏｅｈｍ?ｔｉｔｒａｔｉｏｎ?ｆｒｏｍ?ｔｈｅ?ｂｉｏｃｈａｒ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ?ｇｒｏｕｐ??ＡＣ５００°Ｃ?ＡＣ６００°Ｃ?ＡＣ７００°Ｃ?ＡＣ８００°Ｃ?ＡＣ９００°Ｃ?０．０３２１?０．０２７３?０．０２４９?０．０１９９?０．０１６７０．０６３２?０．０５８５?０．０５４８?０．０５０４?０．０４４９０．０８９５?０．０８７９?０．０８４８?０．０７６３?０．０７０２０．１８５?０．１７４?０．１６５?０．１４７?０．１３２０．１９－１???
【参考文献】：
期刊论文
[1]水蒸气活化制备竹质成型活性炭及其对二硫化碳的吸附性能[J]. 许伟,孙康,缪存标,王傲,宋曜光,刘军利. 林业工程学报. 2018(02)
[2]苯基键合高比表面积活性炭的制备及其对挥发性有机化合物的吸附性能研究[J]. 吕伟超,申书昌,孙忠慧. 分析化学. 2017(09)
[3]污泥活性炭的制备及改性污泥活性炭研究进展[J]. 曾行艳,吕利平,李航. 化学工程与装备. 2017(08)
[4]改性活性炭表面特性及其对甲烷吸附性能的影响[J]. 竹涛,刘恩彤,景伟东. 矿业安全与环保. 2017(02)
[5]酸碱改性活性炭及其过滤空气中VOC的研究[J]. 王磊,刘喜宏,张忠涛,徐野,司慧,杜美茜. 林业机械与木工设备. 2017(04)
[6]低温等离子体改性活性炭纤维对不同极性苯系物的吸附[J]. 蒋浩,孙亚兵,张梦怡. 环境工程学报. 2016(11)
[7]酸碱改性活性炭及其对甲苯吸附的影响[J]. 刘寒冰,杨兵,薛南冬. 环境科学. 2016(09)
[8]甲烷吸附量与活性炭孔隙结构关系的研究[J]. 冀有俊,杨钊,贺彬艳,李静伟. 天然气化工（C1化学与化工）. 2014(04)
[9]微波改性对活性炭及其甲醇吸附的影响[J]. 李立清,梁鑫,姚小龙,李海龙,马卫武,刘飒. 湖南大学学报(自然科学版). 2014(07)
[10]有机废气中挥发性有机化合物的净化技术[J]. 王广喜,孙晓兵,张竣尧. 中国资源综合利用. 2013(08)
硕士论文
[1]有机酸改性活性炭及其VOCs吸附行为研究[D]. 梁鑫.中南大学 2014
[2]微波辐照再生载甲苯活性炭研究[D]. 庄剑恒.西安建筑科技大学 2008
本文编号：3391169
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