本文選題：水熱碳化　切入點(diǎn)：廢棄生物質(zhì)　出處：《大連理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：水熱碳化以生物質(zhì)為原料,水作為液相反應(yīng)介質(zhì),在一定溫度(150-250℃)和壓力(2-10 MPa)下,將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為以生物炭為主的一系列高附加值產(chǎn)物。所得生物炭廣泛用于燃料、土壤改良、污染物脫除、功能納米材料制備、固定CO2等諸多領(lǐng)域。與其他生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化相比,水熱碳化具有條件溫和,操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),在處理廢棄生物質(zhì)方面有著更廣闊的應(yīng)用。本文采用廢棄生物質(zhì)松子殼和玉米芯作為原料,分別在不同的水熱碳化溫度(180℃、200℃、230℃)下反應(yīng)5 h,利用掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜分析(FT-IR)、元素分析、含氧官能團(tuán)測(cè)定等手段對(duì)所得水熱炭進(jìn)行了詳細(xì)的表征。結(jié)果表明,生物質(zhì)的水熱碳化經(jīng)歷脫水、脫羥基等反應(yīng)過(guò)程,碳含量得到富集。溫度升高有利于生物質(zhì)水熱碳化反應(yīng)的進(jìn)行,所得水熱炭產(chǎn)率不斷下降,熱值、能量密度得到提高。在230℃時(shí),玉米芯和松子殼水熱炭的熱值與原料相比分別原樣提高了35.71%、38.70%。SEM結(jié)果表明,水熱碳化后的玉米芯和松子殼呈現(xiàn)碎片結(jié)構(gòu),溫度升高后,在水熱炭表面有少量炭微球生成。在溫度為200℃時(shí),分別利用Fe3+、檸檬酸作為添加劑,考察其對(duì)玉米芯和松子殼水熱炭的影響。結(jié)果表明,Fe3+、檸檬酸均能促進(jìn)生物質(zhì)的水熱碳化過(guò)程。與直接水熱碳化相比,玉米芯和松子殼在添加Fe3+后所得水熱炭的熱值分別提高了18.91%、29.47%,添加檸檬酸的水熱炭熱值分別提高了40.70%、34.30%。SEM顯示,添加Fe3+的玉米芯和松子殼水熱炭表面生成的炭微球數(shù)量顯著,且球形完整、粒徑較大、表面光滑。添加檸檬酸的水熱炭表面的炭微球粒徑在納米級(jí)別,呈現(xiàn)致密的蜂窩狀。由于添加檸檬酸制備的水熱炭表現(xiàn)出良好的物化特性。故利用兩種原料添加檸檬酸后制備的水熱炭對(duì)亞甲基藍(lán)進(jìn)行吸附,研究其吸附過(guò)程及動(dòng)力學(xué)規(guī)律。結(jié)果表明：在pH為7.0,水熱炭投加量為0.5g/L,亞甲基蘭濃度為50 mg/L的情況下,添加檸檬酸后的玉米芯水熱炭、松子殼水熱炭對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附容量分別為98.6 mg/g.96.7mg/g。通過(guò)對(duì)兩種動(dòng)力學(xué)模型擬合顯示,水熱炭吸附亞甲基藍(lán)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程能較好的擬合二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,其中,玉米芯水熱炭擬合度達(dá)到0.9998,說(shuō)明制備的水熱炭對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附以化學(xué)吸附為主。通過(guò)對(duì)兩種等溫吸附模型進(jìn)行擬合,發(fā)現(xiàn)能夠較好的符合Langmuir吸附等溫模型,其相關(guān)系數(shù)分別為0.99797、0.99756,表明制備的水熱炭吸附亞甲基藍(lán)的過(guò)程為單分子層吸附。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：X505;O647.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 黃維;范同祥;;水熱碳化法的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2014年S1期

，

本文編號(hào)：1679555