学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

生态型苎麻麻杆活性炭的制备、表征与吸油性能测定

作　者: 祝荻
导　师: 陈悟
学　校: 武汉纺织大学
专　业: 环境工程
关键词: 苎麻麻杆吸油材料活性炭 FTIR BET表面积 SEM
分类号: TQ424.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 67次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

苎麻是中国特有的以纺织为主要用途的农作物,产量居世界首位。而占植株绝大部分的麻杆却没有得到充分的利用。由于苎麻麻杆具有灰分低,含碳量高的特点,是制备高比表面积活性炭的理想原材料。因此本研究以苎麻麻杆为原料用化学方法制备出具有发达孔隙结构的活性炭并将其应用于含油废水的处理中,以达到以废治污的目的。本实验采用两步化学活化法制备活性炭,即苎麻麻杆的碳化和碳化颗粒物的化学活化。以苎麻麻杆为原材料经350。C-600。C热解处理后制备成苎麻麻杆碳化颗粒物。根据碳化颗粒物的得率测定、抽出物和FTIR分析确定最优碳化条件,将其作为化学方法制备活性炭的第一步碳化条件。分析结果表明,经600。C热解处理的苎麻麻杆碳化物的热水抽出物、1%NaOH抽出物和苯醇抽出物含量最小,-OH的红外吸收明显减少,芳香环结构的红外吸收显著增加。这说明当热解温度达到600。C时苎麻麻杆中大部分组织被去除,由此可形成大量的孔隙结构。根据该实验结果,确定了以苎麻麻杆为原料的活性炭制备过程,即在600。C的高温下对原材料进行碳化处理,再通过用不同的活化剂（H₃PO₄, KOH或ZnCl₂）,在不同的活化温度下（700。C,750。C,800。C）制备苎麻麻杆活性炭。本实验研究了不同活化剂（H₃PO₄, KOH或ZnCl₂）和活化温度（700。C,750。C,800。C）对活性炭得率、孔隙结构和比表面积的影响。利用氮气吸附值测定了活性炭的BET比表面积,通过电镜扫描观察活性炭的微观结构,经过活性炭的碘吸附值和亚甲基兰吸附值分析了其吸附能力。实验结果说明,碳化温度为600。C,活化剂为KOH且浸渍比为1:1,活化温度为800。C,制备的活性炭孔隙结构最为发达,其BET值为1038m2 g^-1,孔隙体积为0.668 cm³ g^-1,碘吸附值为899 mg g^-1,亚甲基兰吸附值为89.25 mg g^-1。而SEM图也说明,用KOH制备的活性炭具有类似于蜂窝状的表面孔隙结构,并且随着活化温度的升高,活性炭的介孔体积和数量也不断提高。此外通过对苎麻麻杆活性炭的吸油量、吸油速率、吸油选择性和保油率的研究,测试了本实验中所制备的活性炭样品在实际应用中的效果。结果表明苎麻麻杆活性炭具有良好的吸油性能,其中以KOH在800。C下制备的活性炭吸油量最大,吸油速率最快,且具有良好的吸油选择性,该结果与活性炭的结构特征相符。根据以上结论,说明苎麻麻杆作为原料可以制备出具有发达孔隙结构且实际应用效果良好的活性炭。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-21
  1.1 苎麻概述  9-10
    1.1.1 苎麻分布与应用  9
    1.1.2 苎麻麻杆的化学成分  9-10
  1.2 以农副产品为原料制备活性炭的研究进展  10-18
    1.2.1 农业废弃物制备活性炭的实验条件  11-15
    1.2.2 活性炭的表征方法  15-17
    1.2.3 活性炭的应用  17-18
  1.3 农副产品作为吸油材料的研究进展  18
  1.4 研究思路  18-21
    1.4.1 立题目的与意义  18-19
    1.4.2 实验设计内容  19-21
2 苎麻麻杆活性炭的制备  21-30
  2.1 苎麻麻杆碳化产物分析  21-27
    2.1.1 实验材料  21-22
    2.1.2 实验方法  22-23
    2.1.3 结果与分析  23-27
    2.1.4 结论  27
  2.2 苎麻麻杆活性炭的制备  27-30
    2.2.1 实验材料  27-28
    2.2.2 实验方法  28
    2.2.3 结果与分析  28-30
3 苎麻麻杆活性炭的表征分析  30-46
  3.1 实验材料  30-31
    3.1.1 苎麻麻杆活性炭  30
    3.1.2 实验试剂  30
    3.1.3 实验仪器  30-31
  3.2 分析方法  31-34
    3.2.1 活性炭孔径分布与气体吸附法测定  31
    3.2.2 活性炭碘吸附值的测定  31-32
    3.2.3 活性炭亚甲基蓝吸附值的测定  32-34
  3.3 结果与分析  34-43
    3.3.1 活性炭N_2吸附等温线分析  34-36
    3.3.2 活性炭孔径分析  36-37
    3.3.3 活性炭比表面积分析  37-39
    3.3.4 活性炭电镜扫描分析  39-41
    3.3.5 活性炭碘吸附值分析  41-42
    3.3.6 活性炭亚甲基蓝吸附值分析  42-43
  3.4 讨论  43-45
    3.4.1 活化温度对活性炭多孔结构形成的影响  43
    3.4.2 活化剂对活性炭多孔结构形成的影响  43-44
    3.4.3 活性炭的多孔结构对其吸附性能的影响  44-45
  3.5 总结  45-46
4 苎麻麻杆活性炭吸油性能测定  46-50
  4.1 实验材料  46
    4.1.1 实验样品  46
    4.1.2 实验仪器  46
  4.2 实验方法  46-47
    4.2.1 吸油速率的测定  46
    4.2.2 吸油选择性的测定  46-47
    4.2.3 保油率的测定  47
  4.3 结果与分析  47-49
    4.3.1 热处理对苎麻麻杆饱和吸油量的影响  47
    4.3.2 热处理温度对吸油材料吸油性能的影响  47-49
    4.3.3 热处理对苎麻麻杆保油率的影响  49
  4.4 结论  49-50
5 结论  50-51
  5.1 结论  50
  5.2 进一步的工作  50-51
致谢  51-52
参考文献  52-56
附录  56

生态型苎麻麻杆活性炭的制备、表征与吸油性能测定

内容摘要

全文目录

相似论文