甘蔗渣活性炭的制备及其CO 2 吸附性能研究
发布时间：2022-12-09 21:24
人类活动和工业生产导致大气中CO2浓度升高,进而造成全球变暖、海平面上升和极端天气等生态安全问题,危害人类财产、生命安全。近年来大气中CO2浓度每年仍以0.1%的速度增长,全球生态安全问题依然严峻。CO2捕集是目前缓解全球变暖的关键技术之一。本研究针对CO2吸附剂存在的成本高、吸附性能差等问题,开发了低成本、高效的CO2吸附剂。以农业废弃物甘蔗渣为原料,通过高温热解法（C-t）和水热合成法（HC-t）制备出不同半焦,利用元素分析、FT-IR、N2和CO2吸附等进行表征。结果发现样品中C-600和HC-240碳含量最高,分别为84.07 wt%和70.88 wt%。同时显示水热过程能够使得水热半焦表面形成更多含氧官能团。孔结构分析表明热解半焦和水热半焦分别为典型的微孔和介孔结构,CO2吸附测试表明C-t的CO2吸附量远高于HC-t。为了进一步提高CO2吸附量,通过尿素增氮...
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 CO_2捕集技术
1.3 CO_2吸附剂
1.3.1 沸石分子筛
1.3.2 金属有机骨架
1.3.3 有机多孔聚合物
1.3.4 硅基介孔材料
1.3.5 活性炭
1.4 课题研究内容
第2章 甘蔗渣半焦特性分析
2.1 实验部分
2.2 半焦特性分析
2.2.1 元素分析
2.2.2 FT-IR分析
2.2.3 孔结构特征
2.2.4 CO_2吸附性能
2.3 本章小结
第3章 热解法制活性炭及其CO_2吸附性能
3.1 实验部分
3.2 表面形貌与形态结构
3.3 表面特性
3.4 热解型活性炭CO_2吸附性能研究
3.4.1 掺氮量对AC吸附性能的影响
3.4.2 KOH浸渍比对AC吸附性能的影响
3.4.3 活化温度对AC吸附性能的影响
3.5 等量吸附热(Qst)和CO_2/N_2选择性
3.6 循环吸附性能
3.7 本章小结
第4章 水热法制活性炭及其CO_2吸附性能
4.1 实验部分
4.2 表面形貌与形态结构
4.3 表面特性
4.4 水热型活性炭CO_2吸附性能研究
4.4.1 KOH浸渍比对HAC吸附性能的影响
4.4.2 活化温度对HAC吸附性能的影响
4.4.3 乙酸改性对HAC吸附性能的影响
4.5 等量吸附热(Qst)和CO_2/N_2选择性
4.6 循环吸附性能
4.7 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间获得的奖励
【参考文献】：
期刊论文
[1]水热炭化-KOH活化制备核桃壳活性炭电极材料的研究[J]. 张传涛,邢宝林,黄光许,张双杰,张传祥,史长亮,朱阿辉,姚友恒,张青山. 材料导报. 2018(07)
[2]生物质碳及水热炭化技术介绍[J]. 王艳秋. 江西化工. 2018(01)
[3]二氧化碳捕集利用的进展[J]. 王观亚,李艳芳,慕鹏飞. 应用能源技术. 2017(11)
[4]二氧化碳捕集分离技术综述[J]. 韩静怡. 四川水泥. 2017(09)
[5]化学吸收法捕集二氧化碳研究进展[J]. 吴彬,黄坤荣,刘子健. 广州化工. 2017(11)
[6]膜法分离燃煤电厂烟气中CO2的研究现状及进展[J]. 孙亚伟,谢美连,刘庆岭,马德刚,纪娜,宋春风. 化工进展. 2017(05)
[7]二氧化碳捕集技术进展研究[J]. 鹿雯. 环境科学与管理. 2017(04)
[8]活性炭制备方法及应用的研究进展[J]. 孙龙梅,张丽平,薛建华,李秉正. 化学与生物工程. 2016(03)
[9]玉米芯活性炭改性及其对CO2吸附性能[J]. 杜涛,房鑫,刘丽影,张胜东. 东北大学学报(自然科学版). 2015(09)
[10]二氧化碳捕集低温吸附剂研究进展[J]. 王田军,李军,崔凤霞,李荣. 精细石油化工. 2015(04)
硕士论文
[1]核桃壳水热活性炭的制备及其吸附性能的研究[D]. 张灏.大连理工大学 2016
[2]生物质基活性炭纤维制备及挥发性有机物吸附能研究[D]. 韩笑.北京化工大学 2016
[3]多孔碳材料的制备、改性及其二氧化碳吸附性能研究[D]. 董艳艳.浙江师范大学 2015
[4]富氮多孔炭的制备及其吸附CO2的研究[D]. 白瑞珠.浙江师范大学 2015
本文编号：3715399
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 CO_2捕集技术
1.3 CO_2吸附剂
1.3.1 沸石分子筛
1.3.2 金属有机骨架
1.3.3 有机多孔聚合物
1.3.4 硅基介孔材料
1.3.5 活性炭
1.4 课题研究内容
第2章 甘蔗渣半焦特性分析
2.1 实验部分
2.2 半焦特性分析
2.2.1 元素分析
2.2.2 FT-IR分析
2.2.3 孔结构特征
2.2.4 CO_2吸附性能
2.3 本章小结
第3章 热解法制活性炭及其CO_2吸附性能
3.1 实验部分
3.2 表面形貌与形态结构
3.3 表面特性
3.4 热解型活性炭CO_2吸附性能研究
3.4.1 掺氮量对AC吸附性能的影响
3.4.2 KOH浸渍比对AC吸附性能的影响
3.4.3 活化温度对AC吸附性能的影响
3.5 等量吸附热(Qst)和CO_2/N_2选择性
3.6 循环吸附性能
3.7 本章小结
第4章 水热法制活性炭及其CO_2吸附性能
4.1 实验部分
4.2 表面形貌与形态结构
4.3 表面特性
4.4 水热型活性炭CO_2吸附性能研究
4.4.1 KOH浸渍比对HAC吸附性能的影响
4.4.2 活化温度对HAC吸附性能的影响
4.4.3 乙酸改性对HAC吸附性能的影响
4.5 等量吸附热(Qst)和CO_2/N_2选择性
4.6 循环吸附性能
4.7 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间获得的奖励
【参考文献】：
期刊论文
[1]水热炭化-KOH活化制备核桃壳活性炭电极材料的研究[J]. 张传涛,邢宝林,黄光许,张双杰,张传祥,史长亮,朱阿辉,姚友恒,张青山. 材料导报. 2018(07)
[2]生物质碳及水热炭化技术介绍[J]. 王艳秋. 江西化工. 2018(01)
[3]二氧化碳捕集利用的进展[J]. 王观亚,李艳芳,慕鹏飞. 应用能源技术. 2017(11)
[4]二氧化碳捕集分离技术综述[J]. 韩静怡. 四川水泥. 2017(09)
[5]化学吸收法捕集二氧化碳研究进展[J]. 吴彬,黄坤荣,刘子健. 广州化工. 2017(11)
[6]膜法分离燃煤电厂烟气中CO2的研究现状及进展[J]. 孙亚伟,谢美连,刘庆岭,马德刚,纪娜,宋春风. 化工进展. 2017(05)
[7]二氧化碳捕集技术进展研究[J]. 鹿雯. 环境科学与管理. 2017(04)
[8]活性炭制备方法及应用的研究进展[J]. 孙龙梅,张丽平,薛建华,李秉正. 化学与生物工程. 2016(03)
[9]玉米芯活性炭改性及其对CO2吸附性能[J]. 杜涛,房鑫,刘丽影,张胜东. 东北大学学报(自然科学版). 2015(09)
[10]二氧化碳捕集低温吸附剂研究进展[J]. 王田军,李军,崔凤霞,李荣. 精细石油化工. 2015(04)
硕士论文
[1]核桃壳水热活性炭的制备及其吸附性能的研究[D]. 张灏.大连理工大学 2016
[2]生物质基活性炭纤维制备及挥发性有机物吸附能研究[D]. 韩笑.北京化工大学 2016
[3]多孔碳材料的制备、改性及其二氧化碳吸附性能研究[D]. 董艳艳.浙江师范大学 2015
[4]富氮多孔炭的制备及其吸附CO2的研究[D]. 白瑞珠.浙江师范大学 2015
本文编号：3715399
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