孔壁有序化介孔二氧化硅对顺酐废气中苯的吸附分离研究
发布时间：2022-08-11 15:44
随着全世界工业的迅猛发展,全球经济的持续增长,然而经济增长同时也带来了大气环境污染和资源的浪费。在各种大气环境的污染物中挥发性有机物显得尤为严重,时刻威胁着包括人类在内的各种生物的健康和安全。许多学者和科学家对挥发性有机物（VOCs）的治理提出了各种各样的治理方法。在众多治理挥发性有机物（VOCs）方法中,吸附法由于其工艺简单,操作方便而倍受学者们的关注。特别是对工业生产排放的废气中含有的苯及相关的芳环化合物,由于其毒性大,难于回收,显示出优势。但使用吸附法处理回收苯必须选择合适的吸附剂。目前常用来处理苯的吸附剂是活性炭,然而活性炭在吸附苯的应用中存在很多弊端。在VOCs气体温度太高时,活性炭固定床容易氧化并燃烧,给工业生产带来极大的安全隐患,另外最致命的问题是活性炭吸附苯以后随着吸脱次数的不断增加出现活性炭吸附剂难以再生现象,从而导致工业生产中断。因此需要研究不易燃,耐高温,水热稳定性能高,易再生的沸石吸附剂来代替活性炭吸附剂,以解决活性炭结焦而不能再生的问题。本文以囊泡体系为模板剂,制备得到介孔二氧化硅材料,然后使用四丙基氢氧化铵对制备出的介孔二氧化硅材料进行孔壁有序化处理,再以孔...
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 选题背景及意义
1.2 挥发性有机气体简介
1.3 国内外处理挥发性有机气体的现状
1.3.1 吸收法
1.3.2 冷凝法
1.3.3 光催化法
1.3.4 膜分离法
1.3.5 燃烧法
1.3.6 生物法
1.3.7 低温等离子法
1.3.8 吸附法
1.4 吸附原理及多孔材料吸附剂
1.4.1 吸附的基本原理
1.4.2 吸附法中常用的多孔材料吸附剂
1.5 囊泡体系的研究现状
1.6 变压吸附工艺的研究现状
1.6.1 变压吸附的基本原理
1.6.2 变压吸附的工艺流程
1.7 本论文研究思路
参考文献
第二章 囊泡模板的构筑
2.1 引言
2.2 实验与表征
2.2.1 实验仪器设备
2.2.2 实验试剂
2.2.3 实验方法
2.2.4 囊泡形态观测
2.2.5 囊泡粒径及多分散度测定
2.2.6 囊泡壁厚的测定
2.3 结果与讨论
2.3.1 AE_3S与CTAB的自组装
2.3.2 囊泡体系的粒径及分散度
2.3.3 溶液pH值对囊泡稳定性的影响
2.3.4 温度对囊泡体系稳定性的影响
2.3.5 囊泡壁厚的测算
2.4 囊泡自发形成机理探讨
2.5 本章小结
参考文献
第三章 囊泡为模板剂制备介孔材料
3.1 引言
3.2 实验主要药品仪器
3.2.1 实验药品
3.2.2 实验仪器设备
3.3 实验步骤
3.4 测试表征
3.4.1 X射线衍射
3.4.2 电子显微技术
3.4.3 FTIR红外光谱
3.4.4 热重分析
3.4.5 低温N_2吸附脱附仪
3.5 实验结果与讨论
3.5.1 焙烧样品程序升温过程的确定
3.5.2 pH值对介孔材料结构的影响
3.5.3 不同囊泡体系对介孔二氧化硅材料的影响
3.6 介孔二氧化硅材料的孔壁有序化处理
3.6.1 实验步骤
3.6.2 孔壁有序化介孔二氧化硅材料孔结构表征
3.7 本章小结
参考文献
第四章 孔壁有序化介孔二氧化硅对苯系物吸/脱附性能研究
4.1 引言
4.2 实验过程
4.2.1 实验药品
4.2.2 吸附剂的选用
4.2.3 实验仪器设备
4.2.4 实验装置流程
4.3 分析测试方法
4.4 结果与讨论
4.4.1 吸附传质理论
4.4.2 MESCD介孔二氧化硅对苯的吸/脱附实验
4.4.3 单组份VOCs的不同进口浓度对穿透时间的影响
4.4.4 单组份VOCs的不同气流比速对穿透时间的影响
4.4.5 单组份VOCs的不同气流湿度对穿透时间的影响
4.4.6 双组份苯和甲苯混合气体在MESCD固定床中的穿透行为
4.4.7 苯在三种不同吸附剂固定床上的吸附穿透行为
4.5 本章小结
参考文献
第五章 孔壁有序化的介孔硅材料对苯吸附的工业中试研究
5.1 引言
5.2 废气组分及含量
5.3 实验仪器
5.4 分析测试
5.5 结果与讨论
5.5.1 单柱穿透实验
5.5.2 不同吸附时间对尾气和脱附气中苯浓度的影响
5.5.3 不同均压时间对脱附气中苯浓度的影响
5.6 吸附剂疲劳试验
5.7 本章小结
参考文献
第六章 总结论与设想
6.1 论文主要结论
6.1.1 囊泡体系的合成
6.1.2 介孔材料的合成及孔壁有序化处理
6.1.3 MESCD吸附剂对苯的吸附性能的研究
6.1.4 MESCD吸附剂在PSA装置中的工厂中试试验研究
6.2 本论文的创新点
6.3 今后工作设想
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文及申请专利情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]活性炭与分子筛吸附性能比较研究[J]. 李文明,袁东,付大友,李红然,谭文渊. 科学技术与工程. 2011(01)
[2]活性炭和分子筛对甲醛气体吸附性能的比较[J]. 孙剑平,冯国会,班福忱,李旭林. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2010(06)
[3]催化燃烧去除VOCs污染物的最新进展[J]. 黎维彬,龚浩. 物理化学学报. 2010(04)
[4]硅胶对气体中二硫化碳的吸附研究[J]. 陈益林,吴文艳,梅华,沈健. 环境科学与技术. 2009(12)
[5]活性氧化铝除磷吸附作用的研究[J]. 王挺,王三反,陈霞. 水处理技术. 2009(03)
[6]碳分子筛的微结构表征[J]. 刘克万,辜敏,林文胜,鲜学福,曾来. 材料科学与工程学报. 2008(06)
[7]碳分子筛变压吸附空气分离活性及表征[J]. 翟宇恺,李轶,王燕,赵秋燕. 应用化工. 2008(11)
[8]水相和特殊介质中有序聚集体的结构、性质和应用（Ⅰ）——表面活性剂在水相和离子液体中的有序聚集体[J]. 姜文清,郝京诚. 日用化学工业. 2008(04)
[9]活性炭吸附VOC穿透曲线的研究[J]. 徐效梅,黄维秋,赵书华,蒋建军,任中卓,朱士兵. 能源环境保护. 2008(02)
[10]挥发性有机物（VOCS）活性炭吸附回收技术综述[J]. 李婕,羌宁. 四川环境. 2007(06)
硕士论文
[1]十二烷基硫酸盐体系制备半导体纳米材料[D]. 王海花.山东大学 2009
[2]吸附法净化有机废气模拟与实验研究[D]. 李海龙.湖南大学 2007
本文编号：3674934
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 选题背景及意义
1.2 挥发性有机气体简介
1.3 国内外处理挥发性有机气体的现状
1.3.1 吸收法
1.3.2 冷凝法
1.3.3 光催化法
1.3.4 膜分离法
1.3.5 燃烧法
1.3.6 生物法
1.3.7 低温等离子法
1.3.8 吸附法
1.4 吸附原理及多孔材料吸附剂
1.4.1 吸附的基本原理
1.4.2 吸附法中常用的多孔材料吸附剂
1.5 囊泡体系的研究现状
1.6 变压吸附工艺的研究现状
1.6.1 变压吸附的基本原理
1.6.2 变压吸附的工艺流程
1.7 本论文研究思路
参考文献
第二章 囊泡模板的构筑
2.1 引言
2.2 实验与表征
2.2.1 实验仪器设备
2.2.2 实验试剂
2.2.3 实验方法
2.2.4 囊泡形态观测
2.2.5 囊泡粒径及多分散度测定
2.2.6 囊泡壁厚的测定
2.3 结果与讨论
2.3.1 AE_3S与CTAB的自组装
2.3.2 囊泡体系的粒径及分散度
2.3.3 溶液pH值对囊泡稳定性的影响
2.3.4 温度对囊泡体系稳定性的影响
2.3.5 囊泡壁厚的测算
2.4 囊泡自发形成机理探讨
2.5 本章小结
参考文献
第三章 囊泡为模板剂制备介孔材料
3.1 引言
3.2 实验主要药品仪器
3.2.1 实验药品
3.2.2 实验仪器设备
3.3 实验步骤
3.4 测试表征
3.4.1 X射线衍射
3.4.2 电子显微技术
3.4.3 FTIR红外光谱
3.4.4 热重分析
3.4.5 低温N_2吸附脱附仪
3.5 实验结果与讨论
3.5.1 焙烧样品程序升温过程的确定
3.5.2 pH值对介孔材料结构的影响
3.5.3 不同囊泡体系对介孔二氧化硅材料的影响
3.6 介孔二氧化硅材料的孔壁有序化处理
3.6.1 实验步骤
3.6.2 孔壁有序化介孔二氧化硅材料孔结构表征
3.7 本章小结
参考文献
第四章 孔壁有序化介孔二氧化硅对苯系物吸/脱附性能研究
4.1 引言
4.2 实验过程
4.2.1 实验药品
4.2.2 吸附剂的选用
4.2.3 实验仪器设备
4.2.4 实验装置流程
4.3 分析测试方法
4.4 结果与讨论
4.4.1 吸附传质理论
4.4.2 MESCD介孔二氧化硅对苯的吸/脱附实验
4.4.3 单组份VOCs的不同进口浓度对穿透时间的影响
4.4.4 单组份VOCs的不同气流比速对穿透时间的影响
4.4.5 单组份VOCs的不同气流湿度对穿透时间的影响
4.4.6 双组份苯和甲苯混合气体在MESCD固定床中的穿透行为
4.4.7 苯在三种不同吸附剂固定床上的吸附穿透行为
4.5 本章小结
参考文献
第五章 孔壁有序化的介孔硅材料对苯吸附的工业中试研究
5.1 引言
5.2 废气组分及含量
5.3 实验仪器
5.4 分析测试
5.5 结果与讨论
5.5.1 单柱穿透实验
5.5.2 不同吸附时间对尾气和脱附气中苯浓度的影响
5.5.3 不同均压时间对脱附气中苯浓度的影响
5.6 吸附剂疲劳试验
5.7 本章小结
参考文献
第六章 总结论与设想
6.1 论文主要结论
6.1.1 囊泡体系的合成
6.1.2 介孔材料的合成及孔壁有序化处理
6.1.3 MESCD吸附剂对苯的吸附性能的研究
6.1.4 MESCD吸附剂在PSA装置中的工厂中试试验研究
6.2 本论文的创新点
6.3 今后工作设想
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文及申请专利情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]活性炭与分子筛吸附性能比较研究[J]. 李文明,袁东,付大友,李红然,谭文渊. 科学技术与工程. 2011(01)
[2]活性炭和分子筛对甲醛气体吸附性能的比较[J]. 孙剑平,冯国会,班福忱,李旭林. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2010(06)
[3]催化燃烧去除VOCs污染物的最新进展[J]. 黎维彬,龚浩. 物理化学学报. 2010(04)
[4]硅胶对气体中二硫化碳的吸附研究[J]. 陈益林,吴文艳,梅华,沈健. 环境科学与技术. 2009(12)
[5]活性氧化铝除磷吸附作用的研究[J]. 王挺,王三反,陈霞. 水处理技术. 2009(03)
[6]碳分子筛的微结构表征[J]. 刘克万,辜敏,林文胜,鲜学福,曾来. 材料科学与工程学报. 2008(06)
[7]碳分子筛变压吸附空气分离活性及表征[J]. 翟宇恺,李轶,王燕,赵秋燕. 应用化工. 2008(11)
[8]水相和特殊介质中有序聚集体的结构、性质和应用（Ⅰ）——表面活性剂在水相和离子液体中的有序聚集体[J]. 姜文清,郝京诚. 日用化学工业. 2008(04)
[9]活性炭吸附VOC穿透曲线的研究[J]. 徐效梅,黄维秋,赵书华,蒋建军,任中卓,朱士兵. 能源环境保护. 2008(02)
[10]挥发性有机物（VOCS）活性炭吸附回收技术综述[J]. 李婕,羌宁. 四川环境. 2007(06)
硕士论文
[1]十二烷基硫酸盐体系制备半导体纳米材料[D]. 王海花.山东大学 2009
[2]吸附法净化有机废气模拟与实验研究[D]. 李海龙.湖南大学 2007
本文编号：3674934
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