废旧锌锰电池电极材料的分析表征及催化和吸附性能研究
本文关键词:废旧锌锰电池电极材料的分析表征及催化和吸附性能研究 出处:《武汉纺织大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:本文本着绿色环保的原则,主要研究并表征了废旧锌锰干电池和碱性电池的电极成分,将电极材料作为催化剂降解PET,研究其催化降解PET的性能,同时作为吸附剂对吸附模拟染料废水,达到以“废”治“废”的目的。先将回收的废电池分类,选择废旧锌锰干电池和锌锰碱性电池,称量后手工拆分出各组件,统计各组分的质量分布,将所需要的正负极、电解质材料洗涤、烘干,并不同温度下煅烧,然后通过TG、SEM、BET、XRD、EDXRF等手段对其进行表征。对废旧锌锰干电池,水洗后的电解质粉末以ZnMn_2O_4为主;对废旧锌锰碱性电池,正极黑色粉末为ZnMn_2O_4、C和Mn_3O_4的混合物,负极材料主要为ZnO。将废旧锌锰干电池的电解质材料作为行PET醇解催化剂,探讨催化剂用量、反应温度、催化剂煅烧温度等对PET降解的影响。结果显示:当以未经煅烧的正极材料作为催化剂,用量为PET质量的5%,反应温度为196℃,反应时间为75min时,降解效果较好,PET能100%反应,产物BHET的产率较高,能达到75.54%以上。催化剂不溶于乙二醇和水,可多次回收利用。将废旧锌锰干电池的电解质材料作为吸附剂进行染料吸附实验,探讨了吸附剂投加量、pH值、吸附温度、不同时间对活性红溶液吸附的影响。采用Langmuir和Freundlich吸附等温方程、准一级动力学方程、准二级动力学方程以及颗粒内扩散方程对数据拟合。结果显示:在强酸性pH=2的条件下,当吸附剂的投加量为23g.L-1时,活性红脱色效果最好,吸附率接近100%,吸附效果良好。活性红染料的吸附符合Freundlich吸附等温方程,可用准二级动力学模型来表示。将废旧锌锰碱性电池的正负极作为行PET醇解催化剂,探讨反应温度、催化剂回收次数、煅烧温度下的正极材料对PET降解的影响。结果显示:当以正极材料作催化剂时,固定用量为PET质量的5%,反应温度为196℃,反应时间为75min时,降解效果较好,PET能100%反应,产物BHET的产率较高,能达到75%以上。当以负极材料作催化剂时,固定用量为PET质量的5%,反应温度为196℃,反应时间为120min时,降解效果较好,PET能100%反应,产物BHET的产率较高,最高可达到80.46%。且正负极材料都可多次回收利用。
[Abstract]:This text with the principles of green, the main research and characterization of electrode composition of waste zinc manganese batteries and alkaline batteries, the electrode material as a catalyst for the degradation of PET, the performance of catalytic degradation of PET, at the same time as the adsorbent for the adsorption of dye wastewater, to "waste" governance "waste" objective. The recycling of waste batteries classification, selection of waste zinc manganese dry battery and zinc manganese alkaline battery, after weighing the quality manual separation of components, statistical distribution of each component, and will need, electrolyte material washing, drying, and calcining at different temperatures, and then through the TG, SEM, BET, XRD. The characterization of EDXRF and other means of waste zinc manganese dry battery electrolyte powder after washing with ZnMn_2O_4; the waste zinc manganese alkaline batteries, cathode black powder is ZnMn_2O_4, a mixture of C and Mn_3O_4, anode material for ZnO. waste zinc The electrolyte material manganese dry battery as PET alcoholysis catalyst, reaction temperature, dosage of catalyst, the catalyst effect of calcination temperature on the degradation of PET. The results show that when the cathode material without calcination as catalyst, the dosage of PET quality 5%, reaction temperature 196 C, reaction time is 75min, the degradation effect well, PET 100% reaction product BHET high yield can reach more than 75.54%. The catalyst is insoluble in ethylene glycol and water can be recycled for several times. The electrolyte material will waste zinc manganese dry battery as an adsorbent for adsorption of dyes, adsorbent dosage, pH value, adsorption temperature, influence different time of adsorption of reactive red solution. Using Langmuir and Freundlich adsorption isotherm equation, first-order kinetic equation, quasi two order kinetic equation and particle diffusion equation for data fitting. The results showed: in strong acid Under the condition of pH=2, when the adsorbent dosage is 23g.L-1, the best reactive red decolorization effect, the adsorption rate is close to 100%, good adsorption effect. The adsorption of reactive red dye accords with Freundlich adsorption isothermal equation, available quasi two level dynamic model to express. The positive and negative waste zinc manganese battery is used as alkaline PET to investigate the alcoholysis reaction temperature, catalyst, catalyst recovery times, effect of cathode material calcination temperature on PET degradation. The results showed that when the cathode materials are used as catalysts, the fixed amount of PET quality 5%, reaction temperature 196 C, reaction time is 75min, the degradation effect is good, can PET 100% reaction product BHET high yield can reach more than 75%. When the anode material used as catalyst, the fixed amount of PET quality 5%, reaction temperature 196 C, reaction time is 120min, the degradation effect is good, can PET 100% reaction products of BHET production The rate is high, the maximum can reach 80.46%. and the positive and negative material can be recycled for many times.
【学位授予单位】:武汉纺织大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X791;O643.36;O647.33
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,本文编号:1362531
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