活性碳纤维的改性工艺研究及Cu（Ⅱ）吸附应用

发布时间：2023-03-07 18:10

　　铜(Cu(Ⅱ))是一种常见的有害污染物,通常由电镀、冶金、精炼、印刷和化肥等工业排放,摄入过量的Cu()可能导致肝脏损伤和人体急性中毒。目前在低浓度Cu(Ⅱ)净化领域最具应用前景的净化工艺为吸附法,而活性碳纤维(ACFFs)是一种对低浓度特定吸附质具有高效吸附性能的吸附剂,但针对低浓度Cu(Ⅱ)具有高吸附性能ACFFs的改性工艺和再生工艺有待进一步研究,尤其针对低浓度Cu(Ⅱ)吸附质具有高吸附量、可循环利用的ACFFs亟待开发。为了开发具有高Cu(Ⅱ)吸附性能ACFFs的改性与再生工艺、实现ACFFs的循环利用,本文以提高活性碳纤维的Cu(Ⅱ)吸附性能与再生性能为研究方向,以改性ACFFs与再生ACFFs的Cu(Ⅱ)吸附性能为评价标准进行ACFFs改性工艺与再生工艺的设计、开发和优化,对具有高Cu(Ⅱ)吸附性能和循环利用性能的ACFFs的开发、多孔材料的功能化改性及再生工艺、贵金属富集回收等领域有一定的指导意义。本文中ACFFs的改性工艺主要采用了硝酸氧化工艺、超声辅助硝酸氧化工艺、微波辅助硝酸氧化工艺、超声辅助再活化工艺,最高可分别将改性后ACFFs的Cu(Ⅱ)吸附值提高至改性前的3...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 活性碳纤维的结构特性
        1.2.1 孔隙结构
        1.2.2 表面化学结构
    1.3 吸附作用
        1.3.1 物理吸附
        1.3.2 化学吸附
        1.3.3 吸附剂
    1.4 液相吸附的主要影响因素
    1.5 吸附剂的再生
    1.6 本文的研究目的及研究内容
第二章 实验材料与实验方法
    2.1 技术路线
    2.2 实验材料及设备
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验设备
    2.3 测试表征
        2.3.1 Cu(Ⅱ)吸附性能评价
        2.3.2 BET比表面积测试
        2.3.3 X射线衍射分析
        2.3.4 X射线光电能谱分析
        2.3.5 傅立叶变换红外光谱分析
第三章 硝酸氧化改性ACFFs的制备及其Cu(Ⅱ)吸附性能研究
    3.1 引言
    3.2 硝酸氧化工艺
        3.2.1 样品预处理
        3.2.2 硝酸氧化处理
        3.2.3 微波辅助与超声辅助的硝酸氧化工艺
    3.3 硝酸氧化工艺的优化
        3.3.1 硝酸浓度对N-ACFFs的Cu(Ⅱ)吸附性能的影响
        3.3.2 硝酸用量和反应温度对N-ACFFs的Cu(Ⅱ)吸附性能的影响
        3.3.3 氧化反应时间对N-ACFFs的Cu(Ⅱ)吸附性能的影响
        3.3.4 碳毡用量对No-ACFFs的Cu(Ⅱ)吸附性能的影响
        3.3.5 微波辅助与超声辅助的硝酸氧化工艺
    3.4 硝酸氧化工艺对ACFFs孔隙结构的影响
    3.5 硝酸氧化工艺对ACFFs表面化学结构的影响
    3.6 pH对N-ACFFs的Cu(Ⅱ)吸附性能的影响
    3.7 本章小结
第四章 ACFFs的超声辅助再活化及其Cu(Ⅱ)吸附性能
    4.1 引言
    4.2 超声辅助再活化工艺
        4.2.1 工艺原理
        4.2.2 工艺流程
    4.3 活化剂种类与浓度对ACFFs Cu(Ⅱ)吸附性能的影响
        4.3.1 HNO₃再活化工艺
        4.3.2 KOH再活化工艺
    4.4 活化温度对ACFFs Cu(Ⅱ)吸附性能的影响
    4.5 再活化次数对ACFFs Cu(Ⅱ)吸附性能的影响
    4.6 超声辅助再活化工艺对ACFFs孔隙结构的影响
    4.7 超声辅助再活化工艺对ACFFs表面化学结构的影响
    4.8 本章小结
第五章 吸附Cu(Ⅱ)活性碳纤维的再生工艺研究
    5.1 引言
    5.2 低温酸洗法再生工艺
        5.2.1 工艺原理
        5.2.2 低温酸洗法再生实验
        5.2.3 低温酸洗法的再生效果
        5.2.4 再生次数对ACFFs Cu(Ⅱ)吸附性能的影响
    5.3 超声辅助酸洗再生工艺
        5.3.1 工艺原理
        5.3.2 超声辅助酸洗再生实验
        5.3.3 超声辅助酸洗法的再生效果
        5.3.4 再生次数对ACFFs Cu(Ⅱ)吸附性能的影响
    5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
参与的科研项目
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3757643