学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

金属氧化物的制备及处理环境污染物的研究

作　者: 许晓丽
导　师: 余颖
学　校: 华中师范大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 纳米氧化钙 高温CO2吸附 sol-gel法 MgO空心球 活性艳红K-2BP
分类号: X505
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 1次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


大气中浓度迅速增加的CO2带来了全球环境危机,在替代化石燃料的新能源技术成熟发展前,CO2的捕获和封存(CCS)是一种有效减少CO2排放的方法。在各种固体吸附剂中,由于氧化钙具有较高的CO2捕获容量,且可由自然界的矿物钙直接煅烧得到而被广泛研究。然而,天然的氧化钙基吸附剂的再生利用能力衰减很快,从而限制了其应用。本论文研究重点在于合成具有高C02吸附容量、抵制烧结的氧化钙基吸收剂,从而实现在CO2吸附领域的广阔应用。另一方面,工业废水中的有机染料很难降解,若直接排放到,会给自然环境和人类的生活健康带来严重的危害。为了日益增加的对于改善生活质量的要求,治理水有机染料污染已经变成了重要的社会问题。废水中的染料通常是难以被生物降解和光降解,去除污染物通常利用离子交换、混凝絮凝、生物降解、吸附法、氧化法等方法。其中,吸附法因其简单、成本低廉,而受到人们的关注,但是其应用因低吸附容量和低吸附速率而受到限制。MgO是一种经济、对环境和人类无毒的材料,且其等电点为12.4,较高的等电点使其成为一种有前景的有机物污染物吸附材料。多孔空心球MgO用于吸附活性染料的研究报道较少,基于此,本文通过合成多孔氧化镁空心球,使其具有较大的比表面积,增加MgO的吸附位点,进而提高其吸附容量。本论文具体内容如下：1.采用sol-gel法分别制备出纯氧化钙和氧化镁／氧化钙吸收剂。与纯氧化钙相比,经过氧化镁掺入改性之后的氧化钙吸收剂对CO2的循环吸收稳定性有了明显提高,氧化镁掺入为41%的样品展示了最优的循环稳定性能。同时,其还具有低CO2分压下,较高的吸收容量和更低的吸附-脱附温度的特点。我们将其优异性能的原因归结于：吸附剂的颗粒较小、比表面积较大,更重要的是惰性材料氧化镁分散性较好,能阻止高温煅烧下CaCO3的烧结。相比于纯氧化钙而言,利用sol-gel制备的复合吸附剂具有较多连通的孔,它有利于表面气体扩散。2.MgO空心球的制备及其对活性艳红K-2BP的吸附动力学和热力学研究。利用胶体炭球作为模板,尿素作为沉淀剂,低温水热制备出多孔氧化镁空心球。XRD、SEM、BET、TEM等用来表征合成的样品。我们首次研究了该多孔MgO空心球对活性艳红K-2BP的吸附等温线、吸附动力学,并对比研究了MgO颗粒的吸附性能。氧化镁空心球对活性艳红K-2BP具有超高的吸收容量和快速的吸附速率,其最大吸收容量为286.8mg/g。该吸附动力学过程复合准二级动力学和颗粒内扩散模型,且整体的吸附过程遵从Langmuir吸附模型。此研究为多孔壳层MgO空心球对染料分子吸附的过程和机理的理解提供了新的视野。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章 绪论  11-21
  1.1 前言  11
  1.2 CO_2的治理  11-17
    1.2.1 高温CO_2吸附材料研究  12-13
    1.2.2. CaO吸收CO_2的研究现状  13-17
  1.3 水污染治理研究  17-19
  1.4 本论文的研究意义及主要内容  19-21
第二章 CaO基吸收剂的合成及吸附CO_2的性能研究  21-38
  2.1 引言  21-22
  2.2 实验部分  22-24
    2.2.1 实验药品与仪器  22-23
    2.2.2 样品的制备  23
    2.2.3 钙循环测试  23-24
  2.3 结果与讨论  24-36
    2.3.1 相结构分析  24-26
    2.3.2 样品的SEM分析  26-27
    2.3.3 N_2吸附-脱附曲线  27-28
    2.3.4 样品的TGA分析  28-36
  2.4 CaO烧结机理的探究  36-37
  2.5 本章小结  37-38
第三章 MgO空心球的制备及其对活性染料的吸附性能研究  38-56
  3.1 前言  38-39
  3.2 实验部分  39-41
    3.2.1 实验仪器与试剂  39-40
    3.2.2 胶体炭球的制备  40
    3.2.3 合成  40
    3.2.4 吸附研究  40-41
  3.3 结果与讨论  41-55
    3.3.1 相结构分析  41-42
    3.3.2 形貌分析  42-44
    3.3.3 样品的TGA分析  44-45
    3.3.4 MgO空心球的孔结构分析  45-46
    3.3.5 多孔氧化镁空心球形成机理  46-47
    3.3.6 吸附动力学的研究  47-51
    3.3.7 吸附等温线研究  51-54
    3.3.8 pH值的影响  54-55
  3.4 本章小结  55-56
第四章 结论及展望  56-57
  4.1 总结  56
  4.2 展望  56-57
参考文献  57-63
硕士期间的科研成果  63-64
致谢  64

相似论文

  1. 基于微乳液体系制备ZnO光催化材料,O614.241
  2. 无机纳米粒子对聚酰亚胺杂化薄膜性能影响,TM215
  3. 硅基Cu薄膜与氧化物铁电电容器集成的研究,TN405
  4. 染料敏化La~（3+）掺杂的TiO_2纳晶薄膜制备及其光电性能,TM914.4
  5. “吸附增进法”在甲烷水蒸汽重整、水煤气变换制氢工艺中的应用,TQ116.2
  6. Tb~（3+）掺杂SiO_2核—壳结构材料的制备及发光性能研究,TB383.1
  7. PZT薄膜热退火工艺的研究及微传感器的制备,TP212
  8. 溶胶—凝胶法制备纳米ATO粉体和薄膜及其结构与性能的研究,TB383.2
  9. 高压系ZnO压敏电阻设计及其性能研究,TM54
  10. Zn-B-Si-O纳米复合物助烧剂及其掺杂钛酸钡基介电陶瓷的制备与表征,TQ174.7
  11. 高比容铝基复合介质膜制备技术研究,TM53
  12. 溶胶—凝胶法制备多孔二氧化硅薄膜的研究,TB383.2
  13. Sol-Gel法制备LiCoO_2与LiCo_（0.8）Ni_（0.2）O_2薄膜材料的研究,TN304
  14. Sol-gel法制备Y5V型钛酸钡基纳米粉体及其陶瓷的研究,TQ174.1
  15. 稀土纳米结构SiO_2发光材料的制备及性能研究,TB34
  16. 新型内含极性官能团硅胶毛细管整体柱的制备及其电色谱性能研究,O657.7
  17. ZnO压敏电阻器性能的改进,TM54
  18. 溶胶—凝胶法制备Ba_xSr_(1-x)TiO_3薄膜及其性能研究,TB43
  19. 溶胶-凝胶法制备SrAl_2O_4: Eu～(2+), Dy～(3+)纳米发光材料,TB34
  20. Sol-Gel前驱单体法制备PZT铁电薄膜技术与性能研究,TB383
  21. 铜系催化剂催化湿式氧化处理含酚废水的研究,X703

中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 一般性问题 > 环境污染防治方法与设备
© 2012 www.xueweilunwen.com