基于纤维素的ZSM-5沸石双模板合成及其甲醛吸附性能研究
发布时间：2021-03-02 14:52
甲醛是一种无色有毒的刺激性气体,其较强的致癌性和致畸性对人类的身体健康会产生一定的毒害作用,针对甲醛的预防和治理一直都是研究的热点。作为吸附法常用吸附剂,ZSM-5沸石是一类具有较高的比表面积和独特的孔道结构的材料,良好的水热稳定性、可调的酸性以及优异的择形催化性能使其广泛用于石油化工、精细化工以及环保等诸多领域。ZSM-5沸石不仅展现出卓越的催化性能,其对甲苯、甲醛等有害有毒气体也具有较强的吸附能力。本研究首先以超声波为辅助手段,利用对甲苯磺酸催化水解纸浆制备纳米纤维素晶体（NCC）,并将其作为介孔模板剂在水热条件下合成一系列ZSM-5沸石。比较了NCC与纤维素气凝胶作为模板剂时对沸石基本形貌和孔结构参数等影响,最后考察样品的甲醛吸附性能以及循环使用稳定性并与商用ZSM-5沸石进行比较。同时,对商用ZSM-5沸石采取超声波碱处理改性造出多级孔结构,探讨超声波和Na OH浓度对ZSM-5沸石的晶体结构、形貌以及孔结构的影响。主要研究内容如下:（1）利用超声波辅助对甲苯磺酸催化水解纸浆制备纳米纤维素晶体,考察反应时间与温度以及超声时间对NCC得率的影响。结果表明,该方法在超声波的作用下得...
【文章来源】：福建农林大学福建省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
催化氧化降解甲醛的机理[28]
第一章绪论4图1-2GQDs/TiO2-SiO2纳米纤维材料的电子传输原理[26]Fig.1-2ElectrontransportprincipleofGQDs/TiO2-SiO2nanofibermaterial[26]1.3.2臭氧氧化法臭氧氧化法主要是利用臭氧与甲醛反应时生成的臭氧化物将甲醛分子氧化成二氧化碳和水[29]。Zhu等[30]设计了一种将甲醛存储和臭氧催化氧化两个过程相结合的新工艺用以低浓度甲醛的去除，结果表明相比于传统的连续臭氧催化氧化，该方法最佳工艺条件下可减少60%的臭氧使用量，并避免CO的二次污染。图1-3TiO2纳米线降解甲醛示意图[27]Fig.1-3SchematicdiagramofTiO2nanowiredegradationofformaldehyde[27]
半纤维素制备轻质烯烃与芳烃。在3%Fe负载量、600℃、100mL/min气体流速以及催化剂与半纤维素用量比例为2的最佳工艺条件下，轻质烯烃与芳烃的得率分别为4.5%和6.77%。Chen等[71]通过碱法制备了介孔ZSM-5沸石并将其作为纤维素在离子液体中水解的催化剂，介孔ZSM-5沸石该反应中对纤维素转化率由41.3%提高至76.2%，总还原糖（TRS）得率由33.2%提高至49.6%。他们发现离子液体可以进入介孔ZSM-5沸石的内部孔道促进Brnsted酸性位点产生H+，从而提高水解效率，而介孔的引入可能使得纤维素大分子扩散减弱，TRS得率因此得到提高。图1-63D-ZM@S-1复合材料的制备示意图[72]Fig.1-6Schematicillustrationof3D-ZM@S-1compositematerial[72]（3）ZSM-5沸石在环保领域的应用工业的不断发展和社会的不断进步，二氧化碳、VOCs等气体的排放也逐渐增大，过度的排放量已经严重影响到空气质量与人类安全，对它们的治理手段一
【参考文献】：
期刊论文
[1]糖类对SAPO-34分子筛的结构以及MTO性能的影响[J]. 颜子金,汲永钢,宋华,张永军,代跃利. 燃料化学学报. 2019(06)
[2]水蒸气诱导自组装制备介-微孔ZSM-5分子筛的研究[J]. 白云,陈新启,魏晓晓,刘伟丽. 材料导报. 2018(S2)
[3]石家庄市新装修房屋室内空气污染状况分析[J]. 刘燕,张珺穜,肖军,吕晓飞,高忠庭. 住宅产业. 2018(08)
[4]超声波碱处理改性对丝光沸石结构、酸性质及其催化性能的影响[J]. 韩海波,王有和,李康,刘丹禾,郝代军,阎子峰. 化工学报. 2018(07)
[5]臭氧催化氧化脱除低浓度甲醛的新方法（英文）[J]. 朱斌,李小松,孙鹏,刘景林,马晓媛,朱晓兵,朱爱民. 催化学报. 2017(10)
[6]剑麻纤维素合成多级孔SAPO-11分子筛及其临氢异构化性能[J]. 孙娜,王海彦,李浩,王钰佳,杨占旭,康蕾. 硅酸盐学报. 2018(01)
[7]中国房地产业的发展历程与展望——兼论中国住房制度与土地制度的改革变迁[J]. 董昕. 经济研究参考. 2017(52)
[8]室内甲醛污染及其治理措施[J]. 程文好,孙启志,侯建国. 江西化工. 2017(03)
[9]不同晶粒尺寸H-ZSM-5催化剂上甲醇芳构化反应性能（英文）[J]. 杨灵志,刘志远,刘智,彭文永,柳云骐,刘晨光. 催化学报. 2017(04)
[10]化工产品中对甲苯磺酸的液相色谱检测技术[J]. 蒋尚玉,陈闽华. 当代化工研究. 2016(12)
博士论文
[1]无溶剂法高温合成沸石分子筛[D]. 边超群.浙江大学 2018
[2]ZSM-5分子筛孔道和结构多级化的方法及其催化性能研究[D]. 王达锐.华东师范大学 2016
[3]基于纳米纤维素的超分子复合材料与杂化材料的研究[D]. 卢麒麟.福建农林大学 2016
[4]多级孔ZSM-5沸石的孔结构、酸性及其芳香烃苄基化催化反应性能研究[D]. 苗海霞.太原理工大学 2014
[5]光催化氧化技术降解室内甲醛气体的研究[D]. 齐虹.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]控制甲醛污染的室内设计研究[D]. 卢顺心.中国矿业大学 2019
[2]多级孔ZSM-5沸石的合成及其催化反应性能研究[D]. 李鹏.太原理工大学 2018
[3]二氧化钛纳米纤维材料的制备及其对甲醛的光催化降解性能[D]. 宁伟伟.东华大学 2017
本文编号：3059456
【文章来源】：福建农林大学福建省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
催化氧化降解甲醛的机理[28]
第一章绪论4图1-2GQDs/TiO2-SiO2纳米纤维材料的电子传输原理[26]Fig.1-2ElectrontransportprincipleofGQDs/TiO2-SiO2nanofibermaterial[26]1.3.2臭氧氧化法臭氧氧化法主要是利用臭氧与甲醛反应时生成的臭氧化物将甲醛分子氧化成二氧化碳和水[29]。Zhu等[30]设计了一种将甲醛存储和臭氧催化氧化两个过程相结合的新工艺用以低浓度甲醛的去除，结果表明相比于传统的连续臭氧催化氧化，该方法最佳工艺条件下可减少60%的臭氧使用量，并避免CO的二次污染。图1-3TiO2纳米线降解甲醛示意图[27]Fig.1-3SchematicdiagramofTiO2nanowiredegradationofformaldehyde[27]
半纤维素制备轻质烯烃与芳烃。在3%Fe负载量、600℃、100mL/min气体流速以及催化剂与半纤维素用量比例为2的最佳工艺条件下，轻质烯烃与芳烃的得率分别为4.5%和6.77%。Chen等[71]通过碱法制备了介孔ZSM-5沸石并将其作为纤维素在离子液体中水解的催化剂，介孔ZSM-5沸石该反应中对纤维素转化率由41.3%提高至76.2%，总还原糖（TRS）得率由33.2%提高至49.6%。他们发现离子液体可以进入介孔ZSM-5沸石的内部孔道促进Brnsted酸性位点产生H+，从而提高水解效率，而介孔的引入可能使得纤维素大分子扩散减弱，TRS得率因此得到提高。图1-63D-ZM@S-1复合材料的制备示意图[72]Fig.1-6Schematicillustrationof3D-ZM@S-1compositematerial[72]（3）ZSM-5沸石在环保领域的应用工业的不断发展和社会的不断进步，二氧化碳、VOCs等气体的排放也逐渐增大，过度的排放量已经严重影响到空气质量与人类安全，对它们的治理手段一
【参考文献】：
期刊论文
[1]糖类对SAPO-34分子筛的结构以及MTO性能的影响[J]. 颜子金,汲永钢,宋华,张永军,代跃利. 燃料化学学报. 2019(06)
[2]水蒸气诱导自组装制备介-微孔ZSM-5分子筛的研究[J]. 白云,陈新启,魏晓晓,刘伟丽. 材料导报. 2018(S2)
[3]石家庄市新装修房屋室内空气污染状况分析[J]. 刘燕,张珺穜,肖军,吕晓飞,高忠庭. 住宅产业. 2018(08)
[4]超声波碱处理改性对丝光沸石结构、酸性质及其催化性能的影响[J]. 韩海波,王有和,李康,刘丹禾,郝代军,阎子峰. 化工学报. 2018(07)
[5]臭氧催化氧化脱除低浓度甲醛的新方法（英文）[J]. 朱斌,李小松,孙鹏,刘景林,马晓媛,朱晓兵,朱爱民. 催化学报. 2017(10)
[6]剑麻纤维素合成多级孔SAPO-11分子筛及其临氢异构化性能[J]. 孙娜,王海彦,李浩,王钰佳,杨占旭,康蕾. 硅酸盐学报. 2018(01)
[7]中国房地产业的发展历程与展望——兼论中国住房制度与土地制度的改革变迁[J]. 董昕. 经济研究参考. 2017(52)
[8]室内甲醛污染及其治理措施[J]. 程文好,孙启志,侯建国. 江西化工. 2017(03)
[9]不同晶粒尺寸H-ZSM-5催化剂上甲醇芳构化反应性能（英文）[J]. 杨灵志,刘志远,刘智,彭文永,柳云骐,刘晨光. 催化学报. 2017(04)
[10]化工产品中对甲苯磺酸的液相色谱检测技术[J]. 蒋尚玉,陈闽华. 当代化工研究. 2016(12)
博士论文
[1]无溶剂法高温合成沸石分子筛[D]. 边超群.浙江大学 2018
[2]ZSM-5分子筛孔道和结构多级化的方法及其催化性能研究[D]. 王达锐.华东师范大学 2016
[3]基于纳米纤维素的超分子复合材料与杂化材料的研究[D]. 卢麒麟.福建农林大学 2016
[4]多级孔ZSM-5沸石的孔结构、酸性及其芳香烃苄基化催化反应性能研究[D]. 苗海霞.太原理工大学 2014
[5]光催化氧化技术降解室内甲醛气体的研究[D]. 齐虹.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]控制甲醛污染的室内设计研究[D]. 卢顺心.中国矿业大学 2019
[2]多级孔ZSM-5沸石的合成及其催化反应性能研究[D]. 李鹏.太原理工大学 2018
[3]二氧化钛纳米纤维材料的制备及其对甲醛的光催化降解性能[D]. 宁伟伟.东华大学 2017
本文编号：3059456
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