本文選題：藍藻 + 活性炭　； 參考：《華中科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：氫能因具有可再生和無污染等特性而被認為是未來很有潛力的替代能源。氫氣的儲存是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵,高比表面積的活性炭是一種較有潛力的儲氫材料。本論文以廣泛存在于污染水體的藍藻為原料,采用化學(xué)活化法制備了一系列的藍藻基活性炭;通過BET、SEM、Boehm滴定等表征方法,探討制備條件和表面化學(xué)改性對藍藻基活性炭孔結(jié)構(gòu)特性的影響,探討孔結(jié)構(gòu)特性及表面化學(xué)改性對藍藻基活性炭儲氫性能的影響。主要研究結(jié)論如下:(1)藍藻的工業(yè)分析和元素分析表明,藍藻所具有的特性,滿足制備活性炭所需的基本要求。(2)直接活化法的實驗結(jié)果表明,ZnCl2、KOH比H3PO4、NaOH更適合用來活化制備藍藻基活性炭。(3)碳化活化法的實驗結(jié)果表明,以ZnCl2為活化劑制得的藍藻基活性炭的比表面積隨著ZnCl2用量的增加而增加,隨著活化溫度的增加先降低后上升。以KOH為活化劑制得的藍藻基活性炭的比表面積隨著活化溫度的增加而增加,隨著KOH用量的增加先上升后下降,其最佳堿炭比為2。其中,ACK28的比表面積和孔體積最大,分別為1951 m2/g和1.092 cm3/g。(4)對ACK28進行化學(xué)改性研究發(fā)現(xiàn),硝酸、磷酸改性后樣品的比表面積和孔體積減小,而氨水改性后樣品的比表面積和孔體積增加。(5)藍藻基活性炭在77 K、1 bar下的儲氫性能隨著微孔體積和比表面積的增大而增大。其中,ACK28的儲氫量最大,達1.73 wt%。硝酸、磷酸、氨水三種改性方法均利于藍藻基活性炭對氫氣的吸附,改性后樣品的儲氫性能受微孔體積、比表面積和表面化學(xué)性質(zhì)的綜合影響,且表面化學(xué)性質(zhì)起主導(dǎo)作用。其中,氨水改性后樣品的儲氫量最大,達2.52 wt%,比改性前提高了46%。
[Abstract]:Hydrogen energy is regarded as a potential alternative energy source in the future because of its renewable and pollution-free properties. Hydrogen storage is the key of hydrogen energy application. Activated carbon with high specific surface area is a potential hydrogen storage material. In this paper, cyanobacteria widely existed in polluted water were used as raw materials, a series of cyanobacterium-based activated carbon was prepared by chemical activation method, and characterized by BET-SEMN Boehm titration. The effects of preparation conditions and surface chemical modification on pore structure characteristics of cyanobacterium-based activated carbon and the effects of surface chemical modification on hydrogen storage properties of cyanobacterial activated carbon were discussed. The main conclusions are as follows: (1) the industrial analysis and elemental analysis of cyanobacteria show that cyanobacteria have characteristics. The experimental results show that ZnCl _ 2 Koh is more suitable than H _ 3PO _ 4H _ 4 NaOH for the preparation of cyanobacterial activated carbon. The experimental results show that ZnCl _ 2 Koh is more suitable than H _ 3PO _ 4H _ 4O _ 4 NaOH for the preparation of cyanobacterial activated carbon. The specific surface area of cyanobacterium-based activated carbon prepared with ZnCl2 as activator increased with the increase of the amount of ZnCl2, and then increased with the increase of activation temperature. The specific surface area of cyanobacterium-based activated carbon prepared with KOH as activator increased with the increase of activation temperature, and then decreased with the increase of KOH content. The optimum ratio of alkali to carbon was 2. The specific surface area and pore volume of ACK28 were the largest (1951 m2 / g and 1.092 cm3 / g 路L ~ (4) respectively. The chemical modification of ACK28 showed that the specific surface area and pore volume of the samples modified with nitric acid and phosphoric acid decreased. However, the specific surface area and pore volume of the modified samples increased. 5) the hydrogen storage performance of cyanobacteria based activated carbon increased with the increase of micropore volume and specific surface area at 77Kg ~ (-1) bar. The hydrogen storage capacity of ACK28 reached 1.73 wts. Three modification methods, nitric acid, phosphoric acid and ammonia water, are beneficial to the adsorption of hydrogen on cyanobacterial activated carbon. The hydrogen storage performance of the modified samples is affected by the micropore volume, specific surface area and surface chemical properties, and the surface chemical properties play a leading role. The hydrogen storage capacity of the modified samples reached 2.52 wtt, which was 46 times higher than that before modification.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ424.1;TQ116.2

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本文編號：1940393