煤气化废渣的改性及其吸附性能研究
发布时间：2021-04-06 23:06
煤气化废渣成为继粉煤灰外的另一种高产量的固体废弃物,因此需对煤气化废渣进行开发利用,达到以废治废的目的。实验以陕西某电厂的煤气化废渣为原料,分别对其进行了微波改性、化学改性、微波辅助化学改性、稀土负载、微波辅助稀土负载,探究了各影响因素对吸附效果的影响,同时对其吸附机理进行研究,并利用SEM、FTIR、XRD和BET等表征方法对吸附剂吸附Cr6+和刚果红（CR）的机理进行更深入的探究,具体结果如下:（1）原煤气化废渣表面平滑,孔隙较少,比表面积为70.681m2/g,经各方法改性后,煤气化废渣比表面积均有所增加,表面粗糙且形成了较多的孔隙结构,暴露了较多的吸附位点,微波改性后比表面积增加至134.518m2/g,微波辅助化学改性后比表面积增加至87.364m2/g,微波辅助稀土负载后比表面积增加至90.631m2/g,因此,对煤气化废渣进行不同方法的改性均可提高其对污染物的吸附性能。（2）对原煤气化进行微波改性、化学改性及微波辅助化学改性、稀土负载及微波辅助稀土负载用于吸附Cr6+的最佳反应条件:吸附时间为120min、pH值为5,吸附剂投加量为0.3g,温度为30℃,初始浓度为100...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
2煤气化废渣的微波改性及其吸附性能研究92煤气化废渣的微波改性及其吸附性能研究2.1实验部分实验所用煤气化废渣取自陕西榆林某电厂，粒径集中分布在4～40目左右，如图2.1所示。图2.1煤气化废渣样品2.1.1主要实验试剂及仪器表2.1实验试剂名称缩写式或分子式纯度生产厂商硫酸H2SO4分析纯国药集团化学试剂有限公司磷酸H3PO4分析纯国药集团化学试剂有限公司重铬酸钾K2Cr2O7分析纯国药集团化学试剂有限公司刚果红C32H22N6Na2O6S2分析纯国药集团化学试剂有限公司二笨碳酰二肼C13H14N4O分析纯国药集团化学试剂有限公司
西安科技大学硕士学位论文12对所用煤气化废渣的化学组成成分进行分析，其化学组成见表2.3，由表可知，煤气化废渣的化学成分主要由SiO2、CaO、Al2O3、Fe3O44种氧化物构成，4种氧化物含量之和约为90%。表2.3煤气化废渣化学组成成分w（SiO2）w（CaO）w（Al2O3）w（Fe2O3）w（ZnO）w（MgO）w（TiO2）w（MnO）CGS39.1824.0817.029.473.281.161.110.32（2）扫电子显微镜分析（SEM）图2.2为CGS与MW-CGS扫电镜图。其中，（a）、（c）为CGS的SEM图，（b）、（d）为MW-CGS的SEM图。由图（a）和（c）可以看出，CGS表面平滑，孔隙较少，仅有几个较浅的孔隙，说明CGS的孔隙结构较差。由图（b）和（d）可以看出，MW-CGS表面较为粗糙，呈蜂窝状，且孔隙较多较密，很大程度地高了CGS的比表面积，说明微波改性有利于高CGS孔隙结构和比表面积，使其对Cr6+和CR的吸附效果显著增加。（a）CGS（b）MW-CGS（c）CGS（d）MW-CGS图2.2CGS与MW-CGS的扫电镜照片（3）红外光谱分析（FTIR）图2.3为CGS与MW-CGS的红外光谱分析图。由图可看出，CGS在540cm-1和563cm-1处因存在赤铁矿出现了一些明显的峰，在672cm-1和853cm-1处因存在石英出现了明显的峰。在1968cm-1和2023cm-1处，形成了较强的吸收峰，表明存在C=C键的伸缩振动，MW-CGS此处无此峰，说明微波辐照过程中碳碳双键已经被破坏。在2162cm-1、（a）1μm60005μm60005μm（b）（c）（d）500001μm50000
【参考文献】：
期刊论文
[1]CO2-hierarchical activated carbon prepared from coal gasification residue: Adsorption equilibrium, isotherm, kinetic and thermodynamic studies for methylene blue removal[J]. Yuhong Kang,Xianyong Wei,Guanghui Liu,Miao Mu,Xiangrong Ma,Yong Gao,Zhimin Zong. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2020(06)
[2]改性微生物吸附剂在重金属废水处理中的应用进展[J]. 刘金香,葛玉杰,谢水波,俞坤. 微生物学通报. 2020(03)
[3]硝酸改性活性炭对赤铁矿生物可利用性的强化效果与影响因素分析[J]. 杨予宁,陈雷,姜玉,高绍博,李鸣晓,许铮,席北斗,李瑞. 环境科学学报. 2019(10)
[4]微波联合改性活性炭处理不同SO2浓度烟气脱硫效率[J]. 石焱,孔征,胡长庆,赵莹,王帅,赵鑫. 钢铁钒钛. 2019(05)
[5]硝酸改性活性炭对镉离子的吸附和再生[J]. 范明霞,李玉堂,李柱,刘志阳,余朝阳,邓祥宇. 应用化工. 2019(07)
[6]辣椒秸秆生物质活性炭的制备及其性能表征[J]. 杨可,李海红,夏禹周,李红艳,常华. 材料科学与工程学报. 2019(01)
[7]煤气化细渣制备碳硅复合材料吸附去除水中Pb2+[J]. 顾彧彦,乔秀臣. 化工环保. 2019(01)
[8]免烧法煤气化粗渣制备陶粒工艺及其性能研究[J]. 张凯,刘舒豪,张日新,王丝蒂,刘航恺,史子玥. 煤炭科学技术. 2018(10)
[9]钢渣粉末处理含重金属废水实验[J]. 包勇超. 环境工程. 2018(09)
[10]重金属废水吸附处理的研究进展[J]. 刘金燕,刘立华,薛建荣,吕超强,李童,胡博强. 环境化学. 2018(09)
本文编号：3122316
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【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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2煤气化废渣的微波改性及其吸附性能研究92煤气化废渣的微波改性及其吸附性能研究2.1实验部分实验所用煤气化废渣取自陕西榆林某电厂，粒径集中分布在4～40目左右，如图2.1所示。图2.1煤气化废渣样品2.1.1主要实验试剂及仪器表2.1实验试剂名称缩写式或分子式纯度生产厂商硫酸H2SO4分析纯国药集团化学试剂有限公司磷酸H3PO4分析纯国药集团化学试剂有限公司重铬酸钾K2Cr2O7分析纯国药集团化学试剂有限公司刚果红C32H22N6Na2O6S2分析纯国药集团化学试剂有限公司二笨碳酰二肼C13H14N4O分析纯国药集团化学试剂有限公司
西安科技大学硕士学位论文12对所用煤气化废渣的化学组成成分进行分析，其化学组成见表2.3，由表可知，煤气化废渣的化学成分主要由SiO2、CaO、Al2O3、Fe3O44种氧化物构成，4种氧化物含量之和约为90%。表2.3煤气化废渣化学组成成分w（SiO2）w（CaO）w（Al2O3）w（Fe2O3）w（ZnO）w（MgO）w（TiO2）w（MnO）CGS39.1824.0817.029.473.281.161.110.32（2）扫电子显微镜分析（SEM）图2.2为CGS与MW-CGS扫电镜图。其中，（a）、（c）为CGS的SEM图，（b）、（d）为MW-CGS的SEM图。由图（a）和（c）可以看出，CGS表面平滑，孔隙较少，仅有几个较浅的孔隙，说明CGS的孔隙结构较差。由图（b）和（d）可以看出，MW-CGS表面较为粗糙，呈蜂窝状，且孔隙较多较密，很大程度地高了CGS的比表面积，说明微波改性有利于高CGS孔隙结构和比表面积，使其对Cr6+和CR的吸附效果显著增加。（a）CGS（b）MW-CGS（c）CGS（d）MW-CGS图2.2CGS与MW-CGS的扫电镜照片（3）红外光谱分析（FTIR）图2.3为CGS与MW-CGS的红外光谱分析图。由图可看出，CGS在540cm-1和563cm-1处因存在赤铁矿出现了一些明显的峰，在672cm-1和853cm-1处因存在石英出现了明显的峰。在1968cm-1和2023cm-1处，形成了较强的吸收峰，表明存在C=C键的伸缩振动，MW-CGS此处无此峰，说明微波辐照过程中碳碳双键已经被破坏。在2162cm-1、（a）1μm60005μm60005μm（b）（c）（d）500001μm50000
【参考文献】：
期刊论文
[1]CO2-hierarchical activated carbon prepared from coal gasification residue: Adsorption equilibrium, isotherm, kinetic and thermodynamic studies for methylene blue removal[J]. Yuhong Kang,Xianyong Wei,Guanghui Liu,Miao Mu,Xiangrong Ma,Yong Gao,Zhimin Zong. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2020(06)
[2]改性微生物吸附剂在重金属废水处理中的应用进展[J]. 刘金香,葛玉杰,谢水波,俞坤. 微生物学通报. 2020(03)
[3]硝酸改性活性炭对赤铁矿生物可利用性的强化效果与影响因素分析[J]. 杨予宁,陈雷,姜玉,高绍博,李鸣晓,许铮,席北斗,李瑞. 环境科学学报. 2019(10)
[4]微波联合改性活性炭处理不同SO2浓度烟气脱硫效率[J]. 石焱,孔征,胡长庆,赵莹,王帅,赵鑫. 钢铁钒钛. 2019(05)
[5]硝酸改性活性炭对镉离子的吸附和再生[J]. 范明霞,李玉堂,李柱,刘志阳,余朝阳,邓祥宇. 应用化工. 2019(07)
[6]辣椒秸秆生物质活性炭的制备及其性能表征[J]. 杨可,李海红,夏禹周,李红艳,常华. 材料科学与工程学报. 2019(01)
[7]煤气化细渣制备碳硅复合材料吸附去除水中Pb2+[J]. 顾彧彦,乔秀臣. 化工环保. 2019(01)
[8]免烧法煤气化粗渣制备陶粒工艺及其性能研究[J]. 张凯,刘舒豪,张日新,王丝蒂,刘航恺,史子玥. 煤炭科学技术. 2018(10)
[9]钢渣粉末处理含重金属废水实验[J]. 包勇超. 环境工程. 2018(09)
[10]重金属废水吸附处理的研究进展[J]. 刘金燕,刘立华,薛建荣,吕超强,李童,胡博强. 环境化学. 2018(09)
本文编号：3122316
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