本文關(guān)鍵詞：活性炭改性對(duì)氣相污染物甲醛及氨吸附去除影響的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《東北林業(yè)大學(xué)》 2015年

活性炭改性對(duì)氣相污染物甲醛及氨吸附去除影響的研究

張雙雙  

【摘要】：隨著室內(nèi)空氣污染的日益嚴(yán)重,高效便捷的活性炭吸附技術(shù)引起了人們的廣泛關(guān)注。但傳統(tǒng)的活性炭對(duì)甲醛及氨的去除主要通過(guò)單純的物理吸附實(shí)現(xiàn),去除能力有限。本課題通過(guò)對(duì)幾種活性炭吸附甲醛性能的比較,篩選出了甲醛吸附最優(yōu)的炭型,確定了活性炭的適宜粒徑,并在此基礎(chǔ)上對(duì)篩選出的活性炭進(jìn)行HN03改性、負(fù)載金屬改性;采用等溫吸附模型以及吸附動(dòng)力學(xué)對(duì)改性前后樣品的甲醛及氨吸附行為進(jìn)行描述,并給出了改性活性炭對(duì)甲醛及氨的去除機(jī)理。論文主要內(nèi)容如下：考察了落葉松基、煤質(zhì)基、椰殼基3種活性炭對(duì)甲醛的吸附能力。結(jié)果表明：三種炭樣的比表面積關(guān)系為：椰殼活性炭煤質(zhì)活性炭落葉松基活性炭,比表面積、含氧官能團(tuán)數(shù)量以及粒徑大小三者均對(duì)活性炭甲醛吸附行為產(chǎn)生影響�；钚蕴勘缺砻娣e越高,微孔比例越大,其對(duì)甲醛吸附容量越高,椰殼活性炭對(duì)甲醛的吸附容量最大,為1.38mg·g-1；表面含氧官能團(tuán)數(shù)量越多,吸附容量越強(qiáng)；粒徑越小,吸附能力越好,實(shí)驗(yàn)中粒徑為20-40目的椰殼活性炭對(duì)甲醛的吸附效果最好。對(duì)椰殼活性炭進(jìn)行HN03氧化改性,分析改性前后樣品的孔結(jié)構(gòu)及表面官能團(tuán)含量變化,對(duì)樣品在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種情況的吸附行為進(jìn)行了研究,結(jié)合等溫吸附模型和吸附動(dòng)力學(xué)分析吸附反應(yīng)過(guò)程,對(duì)吸附反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行闡述。結(jié)果表明：HNO3改性后活性炭比表面積減小,介孔比例增加。且隨HNO3濃度的增加,樣品的比表面積逐漸降低,介孔比例逐漸變大,從23.0%增加到29.79%：改性后活性炭表面總酸性官能團(tuán)含量增加,與原始活性炭相比,HNO3濃度為5 mol·L-1的樣品(AC-N5)表面含氧官能團(tuán)增加了0.393 mmol·g-1；改性后活性炭對(duì)甲醛的吸附能力明顯變大,從1.38 mg·g-’增加到3.45 mg·g-1；樣品對(duì)甲醛的飽和吸附量順序?yàn)锳C-N5AC-N7AC-N3AC-N1ACraw; Langmuir方程和Freundlich方程均能很好描述甲醛在改性前后活性炭上的吸附行為；動(dòng)力學(xué)研究表明,甲醛的吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程符合準(zhǔn)二階動(dòng)力學(xué)模型,其相關(guān)系數(shù)R2均高于0.99,表明甲醛在改性前后活性炭上的吸附為物理-化學(xué)聯(lián)合吸附。采用CuCl2溶液對(duì)椰殼活性炭進(jìn)行改性以制備高容量甲醛吸附活性炭。用低溫液氮吸附(N2/77K)來(lái)表征銅鹽濃度的改變對(duì)活性炭孔隙結(jié)構(gòu)的影響；以?huà)呙桦婄R(SEM)觀測(cè)改性前后活性炭的表面形貌；用X射線光電子能譜(XPS)分析活性炭表面元素組成及存在形式；用X射線衍射(XRD)研究載銅活性炭的晶形結(jié)構(gòu)；以常溫動(dòng)態(tài)吸附評(píng)價(jià)活性炭對(duì)甲醛的吸附性能。結(jié)果表明：改性活性炭中銅以Cu0、CuC1及CuCl23種形式存,改性活性炭微孔數(shù)量減少,介孔比例提高;隨銅鹽濃度增加,活性炭的比表面積和孔容減少,平均孔徑變大：改性后活性炭表面含氧官能團(tuán)數(shù)量增加。當(dāng)CuCl2濃度為0.5 mol·L-1時(shí),制備的改性活性炭對(duì)甲醛的吸附容量是原料活性炭的3倍,甲醛在改性活性炭上的吸附行為符合Freundlich吸附模型。吸附動(dòng)力學(xué)模型研究表明甲醛在改性活性炭上的吸附符合準(zhǔn)二階動(dòng)力學(xué)模型,說(shuō)明樣品對(duì)甲醛的吸附為物理-化學(xué)聯(lián)合吸附。采用不同濃度的ZnCl2對(duì)椰殼活性炭進(jìn)行表面改性以制備高容量氨吸附活性炭,并采用低溫液氮吸附(BET)、掃描電鏡(SEM)、Boehm滴定、X射線衍射(XRD)及熱重(TG)對(duì)改性前后活性炭的物理結(jié)構(gòu)及表面含氧官能團(tuán)進(jìn)行了測(cè)定,同時(shí)以常溫動(dòng)態(tài)吸附對(duì)氨吸附容量及吸附動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究,并對(duì)ZnCl2活性炭氨吸附去除機(jī)理進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：改性后活性炭微孔數(shù)量減少,介孔比例提高；隨ZnCl2濃度的增加,活性炭的比表面積、孔容減小,平均孔徑變大,由23.00%增加到25.52%；改性后活性炭表面含氧官能團(tuán)含量增加。以質(zhì)量比為11%的ZnCl2浸漬的活性炭樣品(AC3)總酸性含氧官能團(tuán)增加最多,增加了0.259 mmol·g-1。浸漬ZnCl2溶液改性對(duì)活性炭吸附氨性能的改善十分明顯,樣品AC3對(duì)氨氣的吸附量(75.58 mg·g-1)為原始活性炭(12.5 mg·g-1)的6.05倍；吸附動(dòng)力學(xué)模型研究得出氨在改性前后活性炭樣品上的吸附與準(zhǔn)二階動(dòng)力學(xué)模型較符合,說(shuō)明吸附反應(yīng)過(guò)程為物理-化學(xué)聯(lián)合吸附。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：X51;TQ424.1
【目錄】：

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10 侯敏;劉力;王璐;梁海潮;鄧正華;;氧化劑(NH_4)_2S_2O_8處理活性炭對(duì)儲(chǔ)能性能的影響[A];第十二屆中國(guó)固態(tài)離子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 本報(bào)記者 明 江;[N];中國(guó)商報(bào);2004年

2 何應(yīng)松;[N];中華建筑報(bào);2004年

3 黃宇;[N];中國(guó)信息報(bào);2010年

4 本報(bào)記者 張輝　林澤攀 王建蘭;[N];中國(guó)綠色時(shí)報(bào);2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王玉新;毛竹活性炭的制備及其應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2007年

2 解立平;城市固體有機(jī)廢棄物制備活性炭的研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（過(guò)程工程研究所）;2003年

3 代曉東;石油焦基活性炭的制備、修飾與應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2008年

4 孫康;果殼活性炭孔結(jié)構(gòu)定向調(diào)控及應(yīng)用研究[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2012年

5 楊繼亮;活性炭在卷煙濾嘴及煙草加工廢水中的應(yīng)用[D];南京林業(yè)大學(xué);2013年

6 陳云;活性炭及其改性催化劑應(yīng)用于碘化氫分解的性能及機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2010年

7 王靜;濕生植物基活性炭的制備、表征及其對(duì)重金屬鎳離子吸附性能的研究[D];山東大學(xué);2014年

8 鄒學(xué)權(quán);水處理用活性炭的微波改性與再生[D];浙江大學(xué);2008年

9 楊坤彬;物理活化法制備椰殼基活性炭及其孔結(jié)構(gòu)演變[D];昆明理工大學(xué);2010年

10 張利波;煙桿基活性炭的制備及吸附處理重金屬?gòu)U水的研究[D];昆明理工大學(xué);2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 賴(lài)奕堅(jiān);成型活性炭的銀離子吸附研究[D];上海交通大學(xué);2009年

2 苗東旭;玉米芯基活性炭的制備及其對(duì)二價(jià)鋅離子吸附性能的研究[D];河北大學(xué);2014年

3 崔穎;以蘆葦為原料多種活性炭材料的制備及其吸—脫附性能研究[D];天津理工大學(xué);2015年

4 張雙雙;活性炭改性對(duì)氣相污染物甲醛及氨吸附去除影響的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

5 王勇;無(wú)患子殘?jiān)钚蕴恐苽浼捌湮叫阅艿难芯縖D];福建師范大學(xué);2015年

6 閆新龍;活性炭成型及其對(duì)天然氣吸附性能的研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2009年

7 孫利娜;廢舊紡織品制備活性炭及其應(yīng)用研究[D];東華大學(xué);2010年

8 劉佳穎;新型無(wú)粘結(jié)劑成型活性炭的吸附行為研究[D];上海交通大學(xué);2010年

9 陳理;泡沫活性炭的制備及其對(duì)揮發(fā)性有機(jī)化合物的吸附性能研究[D];北京化工大學(xué);2010年

10 向守信;活性炭改性及其在油氣分離回收中的應(yīng)用研究[D];武漢工程大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：活性炭改性對(duì)氣相污染物甲醛及氨吸附去除影響的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：189281