【摘要】：隨著大氣環(huán)境質(zhì)量的下降,人們在室內(nèi)停留的時間也越來越長,室內(nèi)空氣質(zhì)量日益受到重視,活性炭吸附法作為去除室內(nèi)污染物的主要方法,活性炭的使用量也不斷增長。土霉素發(fā)酵過程產(chǎn)生大量危險固體廢物-菌渣,相關(guān)企業(yè)在積極探尋其低成本治理技術(shù)。本文開發(fā)了以土霉素菌渣為原料,采用化學活化法制備土霉素菌渣活性炭,探討了其吸附室內(nèi)污染氣體的工藝,研究了其作為催化劑載體的可行性。此技術(shù)既解決了菌渣治理難題,低成本活性炭還能在室內(nèi)污染物能得到高效利用,或者作為催化劑高效載體,實現(xiàn)了 以廢治廢‖。本文首先通過對制藥企業(yè)產(chǎn)生的土霉素菌渣進行了工業(yè)分析、元素分析、重金屬、無機成分、多環(huán)芳烴的含量以及熱值研究,得到了土霉素菌渣的理化特性,并與污水處理廠污泥特性進行了對比,表明以土霉素菌渣為原料制備活性炭可行。其次,采用化學活化法研究了土霉素菌渣活性炭制備工藝過程,通過正交實驗優(yōu)化了制備工藝參數(shù),并通過響應(yīng)面法對最佳工藝參數(shù)進行了驗證。采用掃描電鏡、BET、傅里葉紅外和X-射線粉末衍射對最佳參數(shù)下制備土霉素菌渣活性炭進行了表征,得到了其表面形態(tài)特征、孔結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)和表面官能團等特征,與商品活性炭的對比結(jié)果表明,菌渣炭的性能符合國家標準要求。再次,以最佳工藝條件下制備的土霉素菌渣活性炭為吸附劑,研究了其吸附室內(nèi)污染氣體甲醛和甲苯的性能。測定了土霉素菌渣活性炭靜態(tài)吸附甲醛和甲苯飽和量,采用TPD測定了不同脫附升溫速率下甲醛在菌渣活性炭上的脫附溫度,計算了脫附活化能,并用朗格繆爾方程進行了擬合;分別優(yōu)化了動態(tài)吸附情況下吸附溫度、空速和氣體濃度對菌渣活性炭吸附甲醛和甲苯氣體效率的影響,得到了較佳工藝參數(shù)。最后,為進一步研究菌渣活性炭的應(yīng)用領(lǐng)域,采用浸漬法制備了不同種類的離子液體和稀土金屬改性菌渣活性炭,探討了改性菌渣活性炭吸附-催化氧化SO2的機理,用X-射線粉末衍射、熱重、掃描電鏡等分析方法表征了催化劑結(jié)構(gòu),分析了改性前后活性炭孔隙結(jié)構(gòu)和表面特征的變化及其規(guī)律;得到了不同種類稀土改性的活性炭的性能,并優(yōu)化了工藝參數(shù)。
[Abstract]:With the decline of atmospheric environmental quality, people stay in the room longer and longer. The indoor air quality is paid more and more attention. Activated carbon adsorption is the main method to remove indoor pollutants, and the amount of activated carbon is increasing. Oxytetracycline fermentation process produces a large number of hazardous solid waste-bacteria residue, related enterprises are actively exploring its low-cost treatment technology. In this paper, the activated carbon of oxytetracycline residue was prepared by chemical activation method from oxytetracycline bacteria residue as raw material. The process of adsorbing indoor pollution gas was discussed, and the feasibility of using it as catalyst carrier was studied. This technology not only solves the problem of bacteria residue treatment, but also can be used efficiently in indoor pollutants with low cost activated carbon, or as an efficient carrier of catalyst. In this paper, the physical and chemical properties of oxytetracycline residue were studied by industrial analysis, elemental analysis, heavy metal, inorganic components, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and calorific value. Compared with sludge characteristics of sewage treatment plant, it is feasible to prepare activated carbon from oxytetracycline bacteria residue. Secondly, the preparation process of activated carbon from oxytetracycline residue was studied by chemical activation method. The process parameters were optimized by orthogonal experiment, and the optimum process parameters were verified by response surface method. The preparation of activated carbon from oxytetracycline residue was characterized by scanning electron microscopy (SEM) BET, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray powder diffraction (XRD). The surface morphology, pore structure, microstructure and surface functional groups were obtained. The results of comparison with commercial activated carbon show that the properties of microbial residue carbon meet the requirements of national standard. Thirdly, the adsorption performance of oxytetracycline residue activated carbon on formaldehyde and toluene was studied. The static adsorption of formaldehyde and toluene saturation on the activated carbon of oxytetracycline residue was determined. The desorption temperature of formaldehyde on activated carbon was determined by TPD. The activation energy of desorption was calculated and fitted by Langmuir equation. The effects of adsorption temperature, space velocity and gas concentration on the efficiency of adsorption of formaldehyde and toluene on activated carbon were optimized, and the better process parameters were obtained. Finally, in order to further study the application field of activated carbon from bacteria residue, different kinds of ionic liquid and rare earth metal modified activated carbon were prepared by impregnation method, and the mechanism of adsorption-catalytic oxidation of SO2 was discussed. The structure of the catalyst was characterized by X-ray powder diffraction, thermogravimetry and scanning electron microscopy. The changes of pore structure and surface characteristics of activated carbon before and after modification were analyzed, and the properties of activated carbon modified by different rare earth elements were obtained. The process parameters were optimized.
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU834.8

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙啟濤,陳雯,劉中華;活性炭的應(yīng)用與研究進展[J];昆明理工大學學報;2000年05期

2 李乃穩(wěn),曾抗美,肖芳,張超;活性炭多維電極法去除水中腐殖酸的探討[J];四川大學學報(工程科學版);2002年03期

3 姚士芹;施文健;李璐迪;朱利慶;馬安樂;;高活性活性炭的制備和應(yīng)用研究[J];鹽城工學院學報(自然科學版);2007年02期

4 趙麗媛;呂劍明;李慶利;范冠鋒;文應(yīng)財;;活性炭制備及應(yīng)用研究進展[J];科學技術(shù)與工程;2008年11期

5 陳孝云;林秀蘭;魏起華;林金春;歐水麗;;活性炭表面化學改性及應(yīng)用研究進展[J];科學技術(shù)與工程;2008年19期

6 顧久傳;;活性炭在凈水電器中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代家電;2010年17期

7 陳莉云;曾寶珠;張昌云;武山;劉龍波;楊靜;韋冠一;;活性炭對氪的富集條件[J];核化學與放射化學;2012年02期

8 楊駱烽;郝翔;文靜;;活性炭表面特性對去除苯性能的影響[J];硅谷;2012年18期

9 蘭嗣國;路學詩;賈明;;活性炭床非破壞性檢驗的實驗研究[J];輻射防護通訊;1984年02期

10 曹新民;;活性炭吸附凈化含苯廢氣[J];通風除塵;1988年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 周青芝;肖德濤;趙桂芝;;活性炭局部降氡效率的理論模型研究[A];第十屆全國固體核徑跡學術(shù)會議論文集[C];2009年

2 劉守新;;光催化再生型活性炭的研制[A];第19屆炭—石墨材料學術(shù)會論文集[C];2004年

3 高麒麟;包玉明;代仁勝;;微波再生活性炭的研究[A];中國環(huán)境保護優(yōu)秀論文集（2005）（下冊）[C];2005年

4 張聲俊;劉吉平;闞美秀;江玉玲;;以褐煤為原料制備活性炭的新技術(shù)[A];中國化工學會2011年年會暨第四屆全國石油和化工行業(yè)節(jié)能節(jié)水減排技術(shù)論壇論文集[C];2011年

5 陳燕丹;黃明X&;黃彪;;富鉀商陸原位活化制備活性炭的研究[A];第二屆中國林業(yè)學術(shù)大會——S11 木材及生物質(zhì)資源高效增值利用與木材安全論文集[C];2009年

6 劉錦周;謝安國;朱穎;龐秋鳴;;煙氣吸附脫硫的活性炭熱物性的模擬分析[A];2010全國能源與熱工學術(shù)年會論文集[C];2010年

7 張娜;章征寶;龍yN錕;;活性炭改性處理水中砷的研究進展[A];全國給水排水技術(shù)信息網(wǎng)41屆技術(shù)交流會論文集[C];2013年

8 李登新;江旭佳;仝偉;;廢棄麻織物制備活性炭研究[A];中國環(huán)境科學學會2009年學術(shù)年會論文集（第二卷）[C];2009年

9 彭紹洪;李春娟;朱秀蓮;王連彬;倪曉連;;用廢棄香蕉樹制取活性炭的工藝研究[A];2010中國環(huán)境科學學會學術(shù)年會論文集(第四卷)[C];2010年

10 林鳳玲;葉李藝;沙勇;陳思源;;兩步法制備竹質(zhì)活性炭[A];中國顆粒學會2006年年會暨海峽兩岸顆粒技術(shù)研討會論文集[C];2006年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 馮威力;活性炭七成低價出口兩頭不落好[N];中國化工報;2007年

2 趙寧　張長喜;活性炭出口再敲能源消耗警鐘[N];國際商報;2005年

3 本報記者 常素莉;“綠世界”活性炭走上“神五”[N];河北經(jīng)濟日報;2010年

4 記者 葉濱 胡占富;活性炭治污方案由實驗室轉(zhuǎn)入“實戰(zhàn)”[N];哈爾濱日報;2005年

5 張素霞;活性炭在自來水供水中的應(yīng)用[N];中國建設(shè)報;2005年

6 記者 高天賦;已儲備16噸活性炭[N];黑龍江日報;2005年

7 本報實習記者 謝微微;黑炭真能吸走臟空氣？[N];健康時報;2004年

8 本報實習記者 王媛;活性炭包沒那么神[N];中國質(zhì)量報;2013年

9 王清;濾毒盒使用須細辨現(xiàn)場復(fù)雜情況[N];中國安全生產(chǎn)報;2011年

10 張志亮;PE/VC緊盯中國“活性炭” 產(chǎn)品亟待升級[N];中國聯(lián)合商報;2008年

相關(guān)博士學位論文 前7條

1 李際會;小麥秸稈炭改性活化及其氮磷吸附效應(yīng)研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2015年

2 周保華;土霉素菌渣活性炭的制備及其吸附性能研究[D];天津大學;2014年

3 王魯香;新疆石油焦基活性炭的制備及應(yīng)用研究[D];新疆大學;2011年

4 宋劍飛;活性炭吸附VOCs及其構(gòu)效關(guān)系研究[D];中南大學;2014年

5 屈廣周;DBD等離子體降解活性炭吸附的有機物及活性炭再生研究[D];大連理工大學;2010年

6 肖平;活性炭腸道驅(qū)鉛治療鉛中毒的實驗研究[D];中南大學;2007年

7 劉劍;微纖復(fù)合材料的制備與應(yīng)用研究[D];華南理工大學;2012年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 姚志鵬;活性炭及磁性碳材料吸附金納米研究[D];西南大學;2015年

2 薛蓓;基于活性炭吸附及組合工藝對洗消廢水處理的應(yīng)用研究[D];華南理工大學;2015年

3 趙欣;我國活性炭出口貿(mào)易及其競爭力研究[D];東北林業(yè)大學;2015年

4 張曉明;煤基乙二醇變色機理及脫色方法研究[D];鄭州大學;2015年

5 張博;吸附法/微波紫外輻射深度處理氯霉素工業(yè)廢水的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

6 廖炳權(quán);活性炭在制糖清凈工藝中的試驗研究[D];廣西大學;2015年

7 王陽龍;基于孔道中NOx催化醇和硫醚有氧氧化的研究[D];大連理工大學;2015年

8 王守濱;活性炭吸附有機氣體對其電阻率影響的研究[D];復(fù)旦大學;2014年

9 蔡夢琦;活性炭吸附煙氣中CO_2的研究[D];北京化工大學;2015年

10 龍虎;蓄電池鉛膏預(yù)脫硫母液凈化及副產(chǎn)品回收新技術(shù)實驗研究[D];湘潭大學;2015年

，

本文編號：2237779