煤基电极材料制备及其在提金尾液治理中的应用

发布时间：2024-12-18 23:10

　　本文以陕北孙家岔低变质粉煤与煤直接液化残渣为原料，通过冷压成型炭化工艺制备新型煤基电极材料，并将其应用于氰化提金尾液的电吸附处理之中，为含氰废水的综合利用开辟了一条新路子。 煤基电极材料炭化料的制备实验，重点研究了液化残渣添加比例、成型压力与水分、保压时间、炭化温度以及恒温时间对炭化料收率、抗压强度及碘吸附值的影响。研究表明，当液化残渣添加比例为20%、成型压力为6MPa、水分为10%、炭化温度为800℃、恒温时间为90min时炭化料的抗压强度为0.298MPa，收率为73.37%，碘吸附值为40.56mg·g-1。 采用水蒸气活化与硝酸氧化改性手段对炭化料进行活化，重点研究了水蒸气流量、活化温度、活化时间及硝酸浓度、改性时间、改性温度等因素对材料收率、抗压强度及碘吸附值的影响，利用N2吸脱附、SEM、FT-IR、XRD等手段对煤基电极材料进行分析表征。研究表明，当水蒸气流量为620mL·h-1活化温度为800℃，活化时间为1.5h时，煤基电极材料的碘吸附值为820mg·g-1，收率为36.63%，抗压强度为0.0768MPa，比表面积为509m2·g-1，其总孔容积达0.35c...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1. 文献综述
    1.1 低变质煤概述
        1.1.1 资源及分布
        1.1.2 性质特点
        1.1.3 利用途径及存在问题
    1.2 煤基电极材料及其研究进展
        1.2.1 煤基电极材料概述
        1.2.2 煤基电极材料特点及应用
        1.2.3 煤基电极材料研究现状
    1.3 电吸附技术及研究进展
        1.3.1 电吸附技术原理
        1.3.2 电吸附技术研究现状
        1.3.3 电吸附技术在废水处理中的应用
    1.4 本论文的工作
        1.4.1 本论文提出的背景、意义
        1.4.2 主要内容
2. 实验程序
    2.1 原料
    2.2 仪器与设备
    2.3 实验步骤及研究方法
        2.3.1 炭化料制备
        2.3.2 水蒸气活化
        2.3.3 硝酸氧化改性
        2.3.4 电吸附实验
        2.3.5 收率计算
    2.4 分析表征
        2.4.1 抗压强度
        2.4.2 碘吸附值
        2.4.3 XRD
        2.4.4 扫描电子显微镜
        2.4.5 红外光谱
        2.4.6 比表面积（BET）和孔径分布
        2.4.7 电阻率
3. 煤基电极材料炭化料的制备
    3.1 成型实验
        3.1.1 D-DCLR 添加比例
        3.1.2 成型压力与水分
        3.1.3 保压时间
    3.2 炭化实验
        3.2.1 炭化终温
        3.2.2 恒温时间
    3.3 本章小结
4. 炭化料的水蒸气活化实验
    4.1 活化工艺研究
        4.1.1 水蒸气流量
        4.1.2 活化温度
        4.1.3 活化时间
    4.2 结构表征
        4.2.1 N2吸附性能与孔结构分析
        4.2.2 形貌分析
        4.2.3 XRD 分析
    4.3 本章小结
5. 炭化料的硝酸氧化改性实验
    5.1 改性温度
        5.1.1 表面基团测定
    5.2 硝酸浓度
        5.2.1 表面基团测定
        5.2.2 FT-IR 分析
        5.2.3 XRD 分析
    5.3 改性时间
        5.3.1 表面基团测定
        5.3.2 FT-IR 分析
        5.3.3 形貌分析
        5.3.4 N2吸附性能与孔结构分析
    5.4 改性前后电极材料表面性质对比分析
        5.4.1 含氧官能团对比分析
        5.4.2 表面形貌对比分析
        5.4.3 FT-IR 对比分析
    5.5 本章小结
6. 电极材料在提金尾液治理中的初步应用研究
    6.1 初步实验研究
        6.1.1 电吸附电位范围的确定
        6.1.2 电极种类的影响
        6.1.3 电压对电吸附效果的影响
        6.1.4 浓度对电吸附效果的影响
    6.2 Cu 离子电吸附动力学
        6.2.1 吸附速率方程
        6.2.2 吸附动力学分析
    6.3 Cu 离子电吸附热力学
        6.3.1 电吸附热力学模型
        6.3.2 吸附热力学分析
    6.4 本章小结
7. 结论
致谢
参考文献
附录 研究生学习阶段发表论文



本文编号：4017269