基于水热碳化法制备碱木质素基活性炭的结构、性能与评价

发布时间：2024-06-03 06:33

　　活性炭是一种含碳量较高的多孔性材料,因比表面积和孔体积大、吸附性能优异等特性被广泛应用于多种工业领域。水热碳化法是近年来新兴起的一种碳化方法,通过系统分析碱木质素基活性炭的结构与性能,不仅可以掌握水热碳化-活化法制备活性炭的工艺,评价分析碱木质素基活性炭的生命周期,了解制备过程的成本,还为工业化生产高性能活性炭奠定基础,具有重要的实践和理论指导意义。本研究以制浆造纸废液分离提取的碱木质素为原料,采用水热碳化法制备水热炭,再进一步活化制备碱木质素基活性炭,考察了不同水热碳化温度、活化剂种类、活化剂比例对活性炭结构的影响,采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪等表征了活性炭的结构与性能,并从二氧化碳排放、经济成本、时间成本三个方面分析了碱木质素基活性炭的生命周期评价。研究得到的主要结论如下:(1)碱木质素在水热碳化过程中,碳化温度越高,反应越剧烈,所得水热炭产率、灰分、氧元素含量和表面含氧官能团含量越低,而固定碳与碳元素含量越高;与热解炭相比,水热炭表面粗糙,具有丰富的蜂窝状孔隙结构,更适合作为活性炭前驱体。(2)水热碳化-活化法制备碱木质素基活性炭的优化工艺条件:水热碳化温度250℃,K...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1阔叶树材（山毛榉）木质素结构模型

1绪论5此外，氮元素含量为0-1%。但木质素的元素组成往往也会因为来自不同的植物种类、部位、产地以及分离方法等存在一些差别。从化学结构来说，木质素受生物合成的影响，化学结构非常复杂，它是由苯基丙烷结构单元通过醚键（C-O-C）和碳碳键（C-C）相互连接和无规则耦合形成的三维网状结....

图1.2木质素的基本结构单元

基于水热碳化法制备碱木质素基活性炭的结构、性能与评价6指标。羟基分为醇羟基和酚羟基，其中，醇羟基决定了木质素的溶解度；而酚羟基大多以醚键形式与其他结构单元连接，反应了木质素的醚化度与缩合度，主要用于木质素的生物合成与改性（ZhuaJDetal.,2020）。a.松柏醇b.芥子醇c....

图1.3技术路线图

基于水热碳化法制备碱木质素基活性炭的结构、性能与评价121.5以往研究的不足与本研究思路1.5.1以往研究的不足基于以上分析，利用水热碳化-活化法制备碱木质素基活性炭是具有可行性的。但在碱木质素活性炭制备的研究中仍存在如下几个问题：（1）在利用水热碳化-活化法制备木质素基活性炭的....

图2.1水热炭样品Figure2.1Hydrocharsamples

2水热炭的制备与结构17物用无水乙醇进行反复抽滤清洗，直至观察到抽滤出来的乙醇接近无色，再用1,4-二氧六环进行反复抽滤清洗，直至观察到抽滤出来的1,4-二氧六环接近无色，最后用去离子水反复清洗，直至抽滤出来的水接近无色为止。然后将水洗干净的样品置于鼓风干燥箱中，在103℃下干燥....

本文编号：3988322