ZSM-5分子筛复合材料制备及其吸附甲苯性能研究

发布时间：2023-06-18 02:50

　　石化行业为社会发展提供了能源和化工产品,但排放的有机废气造成了大气污染,故有效处理石化行业有机废气是当今研究热点之一。在众多处理技术中,吸附法因操作简单、工艺成熟、成本低等特点被广泛应用。吸附法的核心在于吸附剂的选择。因此,研发一种高效、吸附性强的吸附剂以亟不可待。本论文以OH-ZSM-5、ZSM-5@GO和Cu-BTC@ZSM-5复合材料作吸附剂,研究了三种材料的制备及其在动态条件下对特征有机废气甲苯的吸附性能。(1)分别由Na OH浸渍刻蚀法、超声加热浸渍法和乙醇活化辅助水热法制备OH-ZSM-5、ZSM-5@GO和Cu-BTC@ZSM-5复合材料,并表征其物化性质;(2)以OH-ZSM-5为吸附剂,考察在不同处理温度、处理时间、Na OH浓度、甲苯初始浓度、吸附剂质量、温度等条件下的材料吸附甲苯性能;(3)以ZSM-5@GO复合材料为吸附剂,考察在不同GO含量、甲苯初始浓度、吸附剂质量、温度等条件下的材料吸附性能;(4)以Cu-BTC@ZSM-5复合材料为吸附剂,考察了在不同ZSM-5含量、甲苯初始浓度、吸附剂质量、温度和湿度等条件下的材料吸附性能及循环使用率。实验表明:(1)N...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源及研究背景
        1.1.1 课题的来源
        1.1.2 研究背景
    1.2 石化行业有机废气处理现状
        1.2.1 处理技术概述
            1.2.1.1 吸收法
            1.2.1.2 吸附法
            1.2.1.3 光催化氧化法
            1.2.1.4 燃烧法
            1.2.1.5 膜分离法
            1.2.1.6 低温等离子体技术
            1.2.1.7 生物法
            1.2.1.8 低温冷凝法
        1.2.2 传统吸附材料及其吸附研究现状
        1.2.3 分子筛及其再处理材料概述
            1.2.3.1 分子筛及其再处理材料的制备
            1.2.3.2 VOCs吸附处理现状研究
        1.2.4 GO及其复合材料概述
            1.2.4.1 GO及其复合材料的制备
            1.2.4.2 GO吸附处理VOCs现状
        1.2.5 MOFs及其复合材料概述
            1.2.5.1 MOFs及其复合材料的制备
            1.2.5.2 MOFs及其复合材料的吸附机理
            1.2.5.3 MOFs吸附性能影响因素
            1.2.5.4 处理现状研究
    1.3 课题研究方案
        1.3.1 课题研究目标及意义
        1.3.2 课程研究内容
        1.3.3 课题的创新点
第二章 实验材料与方法
    2.1 实验材料与仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验装置及方法
        2.2.1 实验装置
        2.2.2 甲苯采集及测定操作步骤
        2.2.3 甲苯标准曲线的绘制
    2.3 材料表征手段
        2.3.1 微观形貌表征(SEM)
        2.3.2 形态表征(TEM)
        2.3.3 表面基团表征(FT-IR)
        2.3.4 晶体结构表征(XRD)
        2.3.5 N₂吸-脱附曲线与孔径分布测试(BET)
第三章 碱处理ZSM-5分子筛吸附甲苯性能研究
    3.1 材料制备方法
    3.2 材料表征结果分析
        3.2.1 微观形貌表征(SEM)
        3.2.2 形态表征(TEM)
        3.2.3 表面基团表征(FT-IR)
        3.2.4 X射线衍射表征(XRD)
        3.2.5 N₂吸-脱附曲线及孔径分布(BET)
    3.3 OH-ZSM-5复合材料吸附甲苯性能研究
        3.3.1 处理时间对吸附甲苯性能的影响
        3.3.2 NaOH浓度对吸附甲苯性能的影响
        3.3.3 处理温度对吸附甲苯性能的影响
        3.3.4 初始浓度对吸附甲苯性能的影响
        3.3.5 吸附剂质量对吸附甲苯性能的影响
        3.3.6 吸附温度对吸附甲苯性能的影响
        3.3.7 吸附动力学分析
        3.3.8 吸附机理分析
    3.4 本章小结
第四章 ZSM-5@GO复合材料吸附甲苯性能研究
    4.1 材料的制备
        4.1.1 GO的制备
        4.1.2 ZSM-5@GO的制备
    4.2 材料表征结果分析
        4.2.1 微观形貌表征(SEM)
        4.2.2 形态表征(TEM)
        4.2.3 表面基团表征(FT-IR)
        4.2.4 X射线衍射表征(XRD)
        4.2.5 N₂吸-脱附曲线及孔径分布(BET)
    4.3 ZSM-5@GO复合材料吸附甲苯性能研究
        4.3.1 GO含量对吸附甲苯性能的影响
        4.3.2 初始浓度对吸附甲苯性能的影响
        4.3.3 吸附剂质量对吸附甲苯性能的影响
        4.3.4 吸附温度对吸附甲苯性能的影响
        4.3.5 吸附动力学分析
        4.3.6 吸附等温线
        4.3.7 吸附机理分析
    4.4 本章小结
第五章 Cu-BTC@ZSM-5复合材料吸附甲苯性能研究
    5.1 材料的制备
        5.1.1 Cu-BTC单体的制备
        5.1.2 Cu-BTC@ZSM-5复合材料的制备
    5.2 表征结果分析
        5.2.1 微观形貌表征(SEM)
        5.2.2 形态表征(TEM)
        5.2.3 表面基团表征(FT-IR)
        5.2.4 X射线衍射表征(XRD)
        5.2.5 N₂吸-脱附曲线及孔径分布(BET)
    5.3 Cu-BTC@ZSM-5复合材料吸附甲苯性能研究
        5.3.1 ZSM-5含量对吸附甲苯性能的影响
        5.3.2 初始浓度对吸附甲苯性能的影响
        5.3.3 吸附剂质量对吸附甲苯性能的影响
        5.3.4 吸附温度对吸附甲苯性能的影响
        5.3.5 湿度对吸附甲苯性能的影响
        5.3.6 吸附动力学分析
        5.3.7 吸附等温线拟合
        5.3.8 吸附热力学分析
        5.3.9 复合材料的脱附再生性
        5.3.10 吸附机理分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 下一步建议
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢



本文编号：3834632