石油焦活性炭的制备、吸附应用及电化学性能研究

发布时间：2024-03-15 19:47

　　活性炭广泛应用在净化空气、污水处理、化工产物的收集、食品加工、药品生产、催化材料的制备、超级电容器的负极材料、贵金属提取等领域。石油焦作为石油产业的副产物,含碳量相当可观,产量庞大,价格低廉,而且呈现多孔性分布,比表面积大,灰分分数低等特点,被认为是活性炭制备的最佳原材料。开发石油焦基活性炭的生产工艺、提高国内活性炭品质、改变高级活性炭依赖进口的现状已经成为国内的研究重点。本论文以石油焦为实验原料,从原材料预处理、活化剂种类、活化剂比例、活化方式、水洗方式、干燥方式和颗粒大小七个方面着手,设计出制备高比表面积活性炭的最佳工艺路线。在此基础上用制备的石油焦基活性炭吸附重金属废水和染料废水,并将吸附后的废渣炭化制备成了电极材料分别用于超级电容器和燃料电池,避免了污泥掩埋、焚烧等带来的二次污染。我们采用BET、SEM、XRD、XPS、EDX-Mapping等技术对活性炭的形貌、结构进行表征,用循环伏安法探究电化学性能,用模拟废水试验考察吸附效果进行。实验研究结果如下:(1)探究石油焦基活性炭生产的最佳工艺路线:以石油焦为原料,不经过原料预处理,KOH作为活化剂,碱炭质量比为1:3。经过研磨干...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1一1石墨状微晶的石墨型结构(a)和非石墨型结构(b)

性炭的孔隙大多以原子和分子尺寸存在，其孔的大小、形貌、吸附构有很大关系[22]。研究者通过对从微观上孔的描述，将其孔结构模层石墨层片模型[23]、三层石墨片晶模型、六面体模型[24]、多环芳烃连接的模型[25]等。Franklin根据碳原子网络平面的重叠状态提出了模型，随后提出....

图1-3活性炭的孔结构图

孔结构的形状、大小也千差万别。其分为狭缝、笼形、楔形等结构。孔结构的不同，原料本身等工艺参数的影响，同时，也决定了活面的化学性质但与其孔结构有关，还与其他化学元素息息相关表面发生错位、离位、形变等导致缺陷位点增多。活性炭中除了碳，还有氧、氮、氢、磷、矿物留及活化剂或活化气氛。氧、....

图3-1样品1和2的(a)吸脱附曲线和(b)孔径分布图

图3-1样品1和2的(a)吸脱附曲线和(b)孔径分布图Fig.3-1Nitrogenadsorption-desorptionisothermsofsample1and23-1可知，1-预处理的平均孔径为2.16nm，比表面积和/g和0.98....

图3-2(a)样品2和(b)样品3的吸脱附曲线和孔径分布图

图3-2(a)样品2和(b)样品3的吸脱附曲线和孔径分布图Fig.3-2Nitrogenadsorption-desorptionisothermsofsample2and3-2可知，2-KOH的平均孔径为2.27nm，比表面积和孔容分4cm3/g....

本文编号：3928780