全球范圍內(nèi)對(duì)傳統(tǒng)化石資源即將枯竭的擔(dān)憂持續(xù)蔓延，化石能源的大量使用也對(duì)環(huán)境造成了極其不利的影響。無論是從眼下著想，改善生存環(huán)境，還是從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度考慮，探索化石資源用盡之后的出路，都應(yīng)大力推進(jìn)化石能源綠色替代品的開發(fā)，以及生物質(zhì)等可再生資源的綜合利用。 在前期工作中，課題組對(duì)稻殼的稀酸水解液脫水制備糠醛的項(xiàng)目研究已經(jīng)取得重要進(jìn)展，具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景，然而，剩余的水解渣沒有得到充分利用，制約了項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。因此，本論文以綜合利用水解渣中富含的二氧化硅、木質(zhì)素和纖維素為目的，探索了水解渣的各種利用方法，開展了系列實(shí)驗(yàn)研究工作：以稻殼的稀酸水解渣為原料，制備生物炭、炭包覆二氧化硅核殼材料、木質(zhì)素/二氧化硅雜化材料、炭/二氧化硅雙相材料、納米二氧化硅材料和多孔炭材料等，為稻殼水解渣的資源化綜合利用提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 本論文的主要工作思路概括于以下流程圖中： 具體研究?jī)?nèi)容有： 1.同步液化水解渣中的木質(zhì)素和二氧化硅，采用共沉降法制備木質(zhì)素/二氧化硅雜化材料。以該雜化材料為前驅(qū)體，有氧條件下高溫?zé)崽幚沓ツ举|(zhì)素之后可以得到納米二氧化硅材料。將雜化材料在無氧條件下高溫?zé)崽幚恚玫缴锾?二氧化硅雙...

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 生物質(zhì)的主要成分
        1.1.1 纖維素
        1.1.2 半纖維素
        1.1.3 木質(zhì)素
    1.2 生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與利用簡(jiǎn)介
        1.2.1 由生物質(zhì)制備液體燃料
        1.2.2 由生物質(zhì)制備高分子材料
        1.2.3 由生物質(zhì)制備納米材料
        1.2.4 由生物質(zhì)制備有機(jī)小分子
    1.3 新型碳材料的應(yīng)用簡(jiǎn)介
        1.3.1 石墨烯傳感器
        1.3.2 多孔炭超級(jí)電容器
        1.3.3 炭基催化劑
    1.4 生物炭概述
        1.4.1 生物炭的制備方法
        1.4.2 生物炭的應(yīng)用價(jià)值
    1.5 本論文的研究目的和意義
    參考文獻(xiàn)
第2章 木質(zhì)素/二氧化硅雜化炭化材料的研究
    2.1 引言
    2.2 試劑與儀器
        2.2.1 試劑
        2.2.2 儀器
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 堿提取液的制備
        2.3.2 木質(zhì)素/二氧化硅雜化材料的制備
        2.3.3 炭/二氧化硅雙相材料的制備
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 復(fù)合材料的組分含量變化
        2.4.2 比表面積與孔徑分析
        2.4.3 掃描電鏡分析
    2.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第3章 木質(zhì)素炭材料的研究
    3.1 引言
    3.2 試劑與儀器
        3.2.1 試劑
        3.2.2 儀器
    3.3 實(shí)驗(yàn)方法
        3.3.1 木質(zhì)素的沉降
        3.3.2 木質(zhì)素的水熱預(yù)處理
        3.3.3 預(yù)處理木質(zhì)素的炭化反應(yīng)
        3.3.4 工作電極的制備
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 炭化溫度對(duì)產(chǎn)品性質(zhì)的影響
        3.4.2 預(yù)處理的作用
        3.4.3 預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)產(chǎn)品性質(zhì)的影響
    3.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第4章 纖維素水解制備生物炭的研究
    4.1 引言
    4.2 試劑與儀器
        4.2.1 試劑
        4.2.2 儀器
    4.3 實(shí)驗(yàn)方法
        4.3.1 纖維素的水解方法
        4.3.2 糖濃度的測(cè)定方法
        4.3.3 水解率、炭產(chǎn)率的計(jì)算
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 液固比對(duì)纖維素水解的影響
        4.4.2 磷酸用量對(duì)纖維素水解的影響
        4.4.3 磷酸用量對(duì)生物炭的影響
    4.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第5章 生物炭包覆二氧化硅核殼材料的研究
    5.1 引言
    5.2 試劑與儀器
        5.2.1 試劑
        5.2.2 儀器
    5.3 實(shí)驗(yàn)方法
        5.3.1 二氧化硅的制備
        5.3.2 糖酸液的制備
        5.3.3 生物炭原位包覆二氧化硅的制備
        5.3.4 酸度和糖濃度的測(cè)定
        5.3.5 TEM 待測(cè)樣品的制備方法
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 二氧化硅的形貌
        5.4.2 最佳包覆條件的考察
        5.4.3 包覆產(chǎn)物的形貌
        5.4.4 包覆產(chǎn)物的紅外（FT-IR）分析
        5.4.5 硫酸的循環(huán)利用研究
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第6章 生物炭/錳復(fù)合材料的研究
    6.1 引言
    6.2 試劑與儀器
        6.2.1 試劑
        6.2.2 儀器
    6.3 實(shí)驗(yàn)方法
        6.3.1 炭載體的制備
        6.3.2 浸漬法制備炭/錳復(fù)合材料
        6.3.3 高溫高壓法負(fù)載二氧化錳
        6.3.4 工作電極的制備
    6.4 結(jié)果與討論
        6.4.1 浸漬法炭/錳復(fù)合材料的表征
        6.4.2 高溫高壓法活性炭/錳復(fù)合材料的表征
        6.4.3 高溫高壓法生物炭/錳復(fù)合材料的表征
    6.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
結(jié)論與展望
作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間所取得的科研成果
后記和致謝



本文編號(hào)：3891405