活性炭纤维改性及对焦化废水中有机物吸附作用的研究

发布时间：2022-08-07 15:25

　　本文以粘胶基活性炭纤维为原料，分别通过微波辐射、硝酸回流、微波—硝酸处理和氢氧化钠浸渍制备了改性活性炭纤维，并对改性机制进行了探讨。利用氮吸附等温线对其孔隙分布进行了分析；用红外光谱（IR）和扫描电镜（SEM）对其表面官能团及表面形貌进行了表征；用热分析仪测定了活性炭纤维的热稳定性。以改性活性炭纤维为吸附剂，考察了其对焦化废水中难降解有机物—喹啉、吡啶和吲哚的静态吸附性能，测定了上述有机物经过改性活性炭纤维固定床的穿透曲线，并建立了固定床吸附数学模型。对改性前后活性炭纤维的表面酸性基团进行了测定。在研究了超声波和微波的脱附作用和超声波对有机物的降解作用的基础上，以改性活性炭纤维为吸附剂，对实际焦化废水进行了吸附处理。 研究发现，除碱改性活性炭纤维外，改性后活性炭纤维的BET表面积增加、微孔容量增大、对氮气的亲和力增强。尤其是微波辐射法可使BET表面积大大增加，不失为一种表面改性的简便手段，有望通过控制气流流速及组分达到控制活性炭纤维比表面积和孔分布的目的。 将分形理论用于描述活性炭纤维的不规则程度，发现改性活性炭纤维的表面分形维数呈现双重分维特征。TG和DSC分析发现，改性... 

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 概述
    1.2 活性炭纤维的制备原理及方法
    1.3 活性碳纤维的结构和性能
        1.3.1 化学结构
        1.3.2 活性炭纤维的吸附特性
    1.4 活性碳纤维在水处理中的应用
        1.4.1 活性炭纤维应用于工业用废水的净化
        1.4.2 活性炭纤维用于有机废水处理
        1.4.3 活性炭纤维在其他方面的应用
    1.5 焦化废水处理概况
        1.5.1 焦化废水的预处理技术
        1.5.2 焦化废水的二级处理技术
        1.5.3 利用烟道气处理焦化剩余氨水或焦化废水
    1.6 焦化废水深度处理技术
    1.7 吸附理论研究及应用现状
        1.7.1 吸附平衡理论
        1.7.2 多组分吸附
        1.7.3 吸附动力学理论
    1.8 主要研究内容和拟采取的研究方法
2 活性炭纤维的改性及结构表征
    2.1 概述
    2.2 实验部分
        2.2.1 仪器及设备
        2.2.2 实验试剂及材料
        2.2.3 实验原理与方法
    2.3 活性炭纤维的孔隙结构研究
        2.3.1 吸附等温线
        2.3.2 活性炭纤维的D-R方程分析
        2.3.3 活性炭纤维改性前后的分形维数
        2.3.4 活性炭纤维的BET模型表征
    2.4 改性对活性炭纤维表面含氧基团的影响
        2.4.1 活性炭纤维的表面含氧基团
        2.4.2 改性前后活性炭纤维的表面含氧官能团
    2.5 活性炭纤维的红外光谱
    2.6 活性炭纤维的热分析
    2.7 活性炭纤维的SEM表征
    2.8 本章小结
3 活性炭纤维的静态吸附性能研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验试剂
        3.1.2 静态吸附实验及装置
        3.1.3 紫外可见分光光度计测定原理
        3.1.4 实验方法
    3.2 活性炭纤维的吸附性能研究
        3.2.1 活性炭纤维的吸附速率与时间的关系
        3.2.2 吸附等温线
        3.2.3 PH对活性炭纤维吸附容量的影响
        3.2.4 活性炭纤维吸附热力学研究
    3.3 本章总结
4 活性炭纤维的动态吸附性能及数学模拟
    4.1 实验装置及实验方法
        4.1.1 穿透曲线的测定
        4.1.2 超声波脱附
        4.1.3 微波脱附
    4.2 活性炭纤维的动态吸附
        4.2.1 活性炭纤维吸附床的透过曲线
        4.2.2 有机混合物的动态吸附实验
    4.3 有机混合物的动态吸附实验
        4.3.1 超声波脱的附实验研究
        4.3.2 超声波对有机物的降解作用
    4.4 活性炭纤维动态吸附的数学模拟
        4.4.1 吸附模拟的建立
        4.4.2 模型方程的数值求解
    4.5 本章小结
5 焦化废水的处理
    5.1 概述
    5.2 实验方法
    5.3 活性炭纤维对焦化废水的静态吸附性能实验
    5.4 活性炭纤维的动态吸附性能
    5.5 环境与社会经济效益
    5.6 本章小结
6 结论与建议
    6.1 主要结论
    6.2 建议
致谢
参考文献
附录 A
附录 B


【参考文献】：
期刊论文
[1]对硝基苯酚在沉积物上的吸附特征———吸附等温线和吸附热力学[J]. 朱利中,杨坤,许高金.  环境科学学报. 2001(06)
[2]活性炭纤维及其应用[J]. 肖长发.  高科技纤维与应用. 2001(04)
[3]活性炭吸附处理甲基紫废水过程研究（Ⅱ）——模型研究[J]. 郭翠梨,张金利,袁兵,陆红,韩跃斌,冀秀玲.  天津大学学报. 2001(04)
[4]DSA类阳极催化氧化降解有机污染物的机理初探[J]. 宋卫锋,吴斌,马前,李义久,倪亚明.  水处理技术. 2001(02)
[5]氯霉素生产所排放硝基废水的吸附处理研究[J]. 徐中其,陆晓华,江涛.  工业水处理. 2001(04)
[6]活性炭纤维处理含酚废水的研究[J]. 姜军清,黄卫红,陆晓华.  工业水处理. 2001(03)
[7]活性炭纤维处理染料废水脱色性能的研究[J]. 张林生,蒋岚岚,肖璐宁.  东南大学学报(自然科学版). 2001(01)
[8]应用生物强化技术处理焦化废水难降解有机物[J]. 王璟,张志杰,孙先锋,姜少亭.  城市环境与城市生态. 2000(06)
[9]应用生物强化技术处理焦化废水难降解有机物[J]. 王璟,张志杰,孙先锋,姜少亭.  城市环境与城市生态. 2000 (06)
[10]固定化细胞技术处理含酚废水的研究[J]. 朱柱,李和平,郑泽根.  重庆环境科学. 2000(06)



本文编号：3670565