学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

改性活性炭吸附含水气的甲苯废气的性能研究

作　者: 张树鹏
导　师: 黄学敏
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 环境工程
关键词: 活性炭酸\碱改性低浓度相对湿度吸附
分类号: X701
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 42次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

VOCs（挥发性有机物）是危害我国大气环境的重要污染物之一，2010年5月，国务院办公厅正式从国家层面上提出了加强挥发性有机污染物防治工作的要求，将VOCs和SO₂、NO_x及颗粒物一起列为改善大气环境质量的优控重点污染物。使用吸附法处理这类有机污染废气可以有效控制工业固定源的排放，且相对成本较低，但由于工业废气往往相对湿度较大，混合于废气中的大量水气在很大程度上影响活性炭的吸附性能与再生次数。作者在阅读大量相关文献之后，选择以价格低廉的煤质商品活性炭作为原料，使用低浓度酸\碱溶液对其进行改性，在活性炭表面上负载不同的酸/碱性官能团，改变它的表面特性，对其进行表征并用于甲苯动态吸附实验，对实验所得数据进行分析与讨论，以期找到在水气含量较大的情况下仍对甲苯有较好吸附性能的活性炭改性方法。实验结果表明，活性炭样品的比表面积随着改性溶液浓度的增大呈现出先增大后减小的趋势，经过1%NaHCO₃改性的活性炭的比表面积达到1035.67m²/g，比未改性前增加了18.01%；在溶液浓度很低时，酸\碱溶液溶解活性炭表面的杂质，丰富了微孔结构，但浓度过大时会破坏活性炭的孔结构，使微孔减少而大中孔增多，比表面积减小；此外，未溶解的碳酸氢钠固体附着在活性炭表面上成为新的杂质，进一步减小了样品的比表面积。改性使活性炭样品化学官能团的总量及酸碱比例发生变化：酸改性使表面酸性官能团所占比重增加，最大达到83.02%，活性炭酸性增强，表现出酸性特征；碱改性使样品的含氧酸性官能团所占比重减小，最小达到23.87%，表现碱性特征。利用碘值法对活性炭样品的吸附能力做初步评估表明活性炭的吸附能力受比表面积与化学基团的共同作用：增大比表面积有利于吸附，而化学基团的变化改变了酸\碱性与极性，可能发生了化学吸附。将样品用于动态吸附实验发现在相对湿度较小时，商品活性炭对甲苯的吸附量达到243.87mg/g，使用低浓度碱改性可进一步加大，1%NaHCO₃改性后增加了38.17%，达到338.28mg/g；在相对湿度达到60%时，商品活性炭的吸附量仅为143.87mg/g，比相对湿度为10%时下降了24.93%，改性后的各样品吸附量与相对湿度为10%时相比也都有所下降，碱改性有利于甲苯的吸附，经过1%碳酸氢钠改性的活性炭样品，在相对湿度60%时对甲苯的吸附量达到相对湿度10%时商品活性炭对甲苯吸附量的95.9%，但溶液浓度过大也会破坏活性炭表面孔结构而降低其物理吸附能力，使吸附量减小。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-28
  1.1 研究背景  9-11
    1.1.1 VOCs 概述  9
    1.1.2 VOCs 的来源  9-10
    1.1.3 VOCs 的危害  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-18
    1.2.1 VOCs 治理常用技术概述  11-13
    1.2.2 VOCs 污染预防措施  13-14
    1.2.3 常用末端治理措施  14-18
    1.2.4 VOCs 治理新技术  18
  1.3 吸附法理论研究  18-24
    1.3.1 吸附工艺  18-20
    1.3.2 吸附剂简介  20-21
    1.3.3 吸附的影响因素  21-24
  1.4 活性炭改性技术  24-27
    1.4.1 活性炭改性理论研究  24-26
    1.4.2 活性炭改性方法研究  26-27
  1.5 课题研究内容  27-28
2 实验材料与方法  28-36
  2.1 实验材料  28-30
    2.1.1 实验试剂  28-29
    2.1.2 实验仪器  29-30
  2.2 实验试剂的理化性质  30
    2.2.1 吸附剂的理化性质  30
    2.2.2 吸附质的理化性质  30
  2.3 活性炭样品预处理与改性样品制备  30-31
    2.3.1 商品活性炭预处理  30
    2.3.2 改性活性炭样品的制备  30-31
  2.4 活性炭样品的表征  31-33
    2.4.1 活性炭样品的碘值测定  31
    2.4.2 活性炭样品的比表面积测试  31-32
    2.4.3 活性炭样品的表面化学基团测定  32
    2.4.4 活性炭样品的表面形貌观察  32-33
  2.5 甲苯气体的浓度测定  33-35
    2.5.1 甲苯气体浓度的测定方法  33
    2.5.2 气相色谱仪简介  33-34
    2.5.3 甲苯气体标准曲线的制作  34-35
  2.6 活性炭吸附甲苯动态实验  35-36
3 活性炭样品的表征研究  36-43
  3.1 活性炭样品表面结构特征  36-39
    3.1.1 活性炭样品的比表面积  36-37
    3.1.2 活性炭样品的表面形貌  37-39
  3.2 活性炭样品的表面化学基团  39-41
    3.2.1 活性炭样品的红外谱图  39-40
    3.2.2 活性炭样品的含氧官能团含量  40-41
  3.3 改性活性炭样品的碘吸附值  41
  3.4 本章小结  41-43
4 活性炭样品吸附性能的研究  43-50
  4.1 吸附量计算  43
  4.2 相对湿度为 10%时活性炭样品对甲苯的吸附性能研究  43-45
  4.3 相对湿度为 60%时活性炭样品对甲苯的吸附性能研究  45-48
  4.4 本章小结  48-50
5 结论与展望  50-53
  5.1 结论  50-51
  5.2 展望  51-53
致谢  53-54
参考文献  54-59

改性活性炭吸附含水气的甲苯废气的性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文