微波法制备污泥基磁性活性炭及性能研究
发布时间：2021-07-03 12:46
污泥制活性炭符合污泥资源化发展原则。以污水处理厂脱水污泥和磁性物质为原料,并采用微波法制备污泥基磁性活性炭（SMAC）,研究了不同活化剂处理条件下对制备SMAC的吸附性能影响。通过添加锯末以提高SMAC的吸附性能。对所制得的最高吸附性能的SMAC进行微观表征,分析吸附机理,实验模拟处理活性红X-3B溶液,研究吸附性能与回收再生性能。研究结果显示,微波条件、活化剂种类及浓度、磁性物质及比例、锯末添加量影响SMAC的吸附性能。当微波功率为800 W,微波时间为6 min,Zn Cl2浓度为35%,nm Fe3O4比例为10%,锯末添加比例40%时,SMAC的碘值为500.25 mg/g,比表面积为184.69 m2/g。SMAC在SEM下具有不规则表面结构。XRD结果显示,SMAC在26.939°出现了衍射峰,表明微波法成功制备SMAC。红外光谱结果显示,SMAC在经过碳化和活化后具有多种官能团,有利于SMAC的吸附。SMAC对活性红X-3B进行吸附,其吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线最符合Langmuir吸附等温线模型,反应为自发的吸热熵增反应。当SMAC投加量为9 g/L,吸...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
华北理工大学硕士学位论文-12-2.3实验材料、仪器与药品2.3.1实验材料本研究采用的两种主要原材料主要是来自唐山市南堡污水处理厂的脱水污泥，锯末是来自唐山市某木材厂。两种主要材料的成分分析如表1所示。表1原材料成分分析表原料Mad(%)Vad(%)Aad(%)Fcad(%)有机质(mg/g)污泥12.3435.9448.353.37216.9锯末7.9867.0210.6814.40673.2以活性红X-3B为目标污染物，其结构式如图2所示。图2活性红X-3B结构式[44]2.3.2实验仪器实验仪器设备如表2所示。表2仪器设备表序号仪器名称型号厂家或产地1微波材料学工作站WBNM-2唐山任氏巨源微波仪器有限公司2电子天平HZF-A-500福州市科学仪器有限公司3实验室PH计ST2100奥豪斯仪器（常州）有限公司4紫外可见分光光度计UV-5100上海元析仪器有限公司5多功能粉碎机800Y永康市铂欧五金制品有限公司6超声波清洗机GT-SONIC-D20广东固特超声股份有限公司7电热鼓风干燥箱BGZ-76上海博讯实业有限公司医疗设备厂
第3章微波法制备污泥基磁性活性炭-17-第3章微波法制备污泥基磁性活性炭将污泥制成具有吸附性的活性炭是污泥利用资源化的一种新途径。传统的活性炭不利于回收。利用微波法代替传统的加热方式制炭可提高速度。采用化学物理法进行制炭，并采用一步法进行赋磁处理。本章选择三种不同活化剂进行活化，选择两种磁性物质进行赋磁处理。研究不同的制备条件以及增碳剂对污泥基磁性活性炭（SMAC）吸附性能的影响，从而选择出一种吸附性能好的污泥基磁性活性炭（SMAC）。并进行微观表征，研究相关机理。3.1微波功率对SMAC吸附性能的影响当其他条件一定时，改变微波功率制得SMAC，得到不同微波功率下SMAC吸附性能的变化，结果如图3所示。(a)磁性物质为nmFe3O4；(b)磁性物质为Fe3O4图3不同微波功率下SMAC的碘值变化由图3(a)可以得到，当微波功率从500W增加到800W时，ZnCl2条件下SMAC的碘值从84.93mg/g增加到了254.66mg/g，提高了199%；H3PO4条件下SMAC碘值从80.27mg/g变化为188.67mg/g，提高了135%。当微波功率从500W增加到1000W时，K2CO3条件下SMAC碘值从87.06mg/g增加到215.53mg/g，提高了148%。结果表明，改变微波功率可明显改善SMAC吸附性能。由图3(b)也可得到类似结果。由图3(b)中可以得到当磁性物质为Fe3O4时，三种活化剂（ZnCl2、H3PO4、
【参考文献】：
期刊论文
[1]香蒲活性炭的制备及对双氯芬酸的吸附研究[J]. 徐爽,林子增,杨海,何秋玫,周瑜. 森林工程. 2019(06)
[2]氧化石墨对活性红X-3B的吸附特性及再生性能[J]. 杜夕铭,卢钧,陈泉源. 水处理技术. 2019(08)
[3]改性壳聚糖吸附Ni2+过程动力学及热力学研究[J]. 张德谨,谢永,史洪伟,卓馨,李晓玲. 邵阳学院学报(自然科学版). 2019(03)
[4]生物接触氧化工艺处理印染废水应用及研究进展[J]. 冯境华. 中国资源综合利用. 2019(06)
[5]污泥综合处置及资源化利用技术研究[J]. 徐晗,安平凡,宋广明. 中国资源综合利用. 2019(04)
[6]基于微波法制备玉米秸秆活性炭及对孔雀石绿的吸附[J]. 李哲,焦春霞,张钢强,高楼军. 延安大学学报(自然科学版). 2019(01)
[7]煤质活性炭对水中硼离子的吸附性能研究[J]. 黄晓江,王郑,李子木,李心悦,王子杰,许锴,林子增. 森林工程. 2019(01)
[8]微波磷酸法制备稻壳基活性炭的条件研究[J]. 田龙,宋肖肖,王丽,张英君. 粮食与饲料工业. 2019(01)
[9]污泥炭的制备方法及条件综述[J]. 代海波,王震,王昭玉,吴晨炜. 四川化工. 2018(06)
[10]污泥活性炭的制备及其在环境治理方面的应用[J]. 杜明明,卢聪,王凤超,屈撑囤,李金灵. 应用化工. 2018(12)
硕士论文
[1]废弃活性炭电化学再生研究及安全评价[D]. 王爱爱.天津理工大学 2019
[2]微波法无灰煤基活性炭的制备及其性能研究[D]. 许立军.华北理工大学 2019
[3]微波辐助制备木质活性炭及对活性蓝吸附性能研究[D]. 杜春凤.石河子大学 2017
[4]剩余污泥制备生物絮凝剂及其在油田采出水处理中的应用[D]. 王聪.大连理工大学 2016
[5]印染废水深度处理应用研究[D]. 丁萍.齐鲁工业大学 2015
[6]磁性活性炭的制备及Fe3O4对活性炭孔结构影响的研究[D]. 和艳丽.中南大学 2014
本文编号：3262608
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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华北理工大学硕士学位论文-12-2.3实验材料、仪器与药品2.3.1实验材料本研究采用的两种主要原材料主要是来自唐山市南堡污水处理厂的脱水污泥，锯末是来自唐山市某木材厂。两种主要材料的成分分析如表1所示。表1原材料成分分析表原料Mad(%)Vad(%)Aad(%)Fcad(%)有机质(mg/g)污泥12.3435.9448.353.37216.9锯末7.9867.0210.6814.40673.2以活性红X-3B为目标污染物，其结构式如图2所示。图2活性红X-3B结构式[44]2.3.2实验仪器实验仪器设备如表2所示。表2仪器设备表序号仪器名称型号厂家或产地1微波材料学工作站WBNM-2唐山任氏巨源微波仪器有限公司2电子天平HZF-A-500福州市科学仪器有限公司3实验室PH计ST2100奥豪斯仪器（常州）有限公司4紫外可见分光光度计UV-5100上海元析仪器有限公司5多功能粉碎机800Y永康市铂欧五金制品有限公司6超声波清洗机GT-SONIC-D20广东固特超声股份有限公司7电热鼓风干燥箱BGZ-76上海博讯实业有限公司医疗设备厂
第3章微波法制备污泥基磁性活性炭-17-第3章微波法制备污泥基磁性活性炭将污泥制成具有吸附性的活性炭是污泥利用资源化的一种新途径。传统的活性炭不利于回收。利用微波法代替传统的加热方式制炭可提高速度。采用化学物理法进行制炭，并采用一步法进行赋磁处理。本章选择三种不同活化剂进行活化，选择两种磁性物质进行赋磁处理。研究不同的制备条件以及增碳剂对污泥基磁性活性炭（SMAC）吸附性能的影响，从而选择出一种吸附性能好的污泥基磁性活性炭（SMAC）。并进行微观表征，研究相关机理。3.1微波功率对SMAC吸附性能的影响当其他条件一定时，改变微波功率制得SMAC，得到不同微波功率下SMAC吸附性能的变化，结果如图3所示。(a)磁性物质为nmFe3O4；(b)磁性物质为Fe3O4图3不同微波功率下SMAC的碘值变化由图3(a)可以得到，当微波功率从500W增加到800W时，ZnCl2条件下SMAC的碘值从84.93mg/g增加到了254.66mg/g，提高了199%；H3PO4条件下SMAC碘值从80.27mg/g变化为188.67mg/g，提高了135%。当微波功率从500W增加到1000W时，K2CO3条件下SMAC碘值从87.06mg/g增加到215.53mg/g，提高了148%。结果表明，改变微波功率可明显改善SMAC吸附性能。由图3(b)也可得到类似结果。由图3(b)中可以得到当磁性物质为Fe3O4时，三种活化剂（ZnCl2、H3PO4、
【参考文献】：
期刊论文
[1]香蒲活性炭的制备及对双氯芬酸的吸附研究[J]. 徐爽,林子增,杨海,何秋玫,周瑜. 森林工程. 2019(06)
[2]氧化石墨对活性红X-3B的吸附特性及再生性能[J]. 杜夕铭,卢钧,陈泉源. 水处理技术. 2019(08)
[3]改性壳聚糖吸附Ni2+过程动力学及热力学研究[J]. 张德谨,谢永,史洪伟,卓馨,李晓玲. 邵阳学院学报(自然科学版). 2019(03)
[4]生物接触氧化工艺处理印染废水应用及研究进展[J]. 冯境华. 中国资源综合利用. 2019(06)
[5]污泥综合处置及资源化利用技术研究[J]. 徐晗,安平凡,宋广明. 中国资源综合利用. 2019(04)
[6]基于微波法制备玉米秸秆活性炭及对孔雀石绿的吸附[J]. 李哲,焦春霞,张钢强,高楼军. 延安大学学报(自然科学版). 2019(01)
[7]煤质活性炭对水中硼离子的吸附性能研究[J]. 黄晓江,王郑,李子木,李心悦,王子杰,许锴,林子增. 森林工程. 2019(01)
[8]微波磷酸法制备稻壳基活性炭的条件研究[J]. 田龙,宋肖肖,王丽,张英君. 粮食与饲料工业. 2019(01)
[9]污泥炭的制备方法及条件综述[J]. 代海波,王震,王昭玉,吴晨炜. 四川化工. 2018(06)
[10]污泥活性炭的制备及其在环境治理方面的应用[J]. 杜明明,卢聪,王凤超,屈撑囤,李金灵. 应用化工. 2018(12)
硕士论文
[1]废弃活性炭电化学再生研究及安全评价[D]. 王爱爱.天津理工大学 2019
[2]微波法无灰煤基活性炭的制备及其性能研究[D]. 许立军.华北理工大学 2019
[3]微波辐助制备木质活性炭及对活性蓝吸附性能研究[D]. 杜春凤.石河子大学 2017
[4]剩余污泥制备生物絮凝剂及其在油田采出水处理中的应用[D]. 王聪.大连理工大学 2016
[5]印染废水深度处理应用研究[D]. 丁萍.齐鲁工业大学 2015
[6]磁性活性炭的制备及Fe3O4对活性炭孔结构影响的研究[D]. 和艳丽.中南大学 2014
本文编号：3262608
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