介孔二氧化鈦/活性炭的制備及其催化分解性能
發(fā)布時(shí)間:2021-10-18 07:52
以農(nóng)林廢棄物核桃殼為原料制備活性炭,并將介孔二氧化鈦負(fù)載于活性炭載體上,用于處理工業(yè)廢水,這對(duì)于緩解能源危機(jī)、治理廢水污染具有重大意義。論文采用KOH活化法制備核桃殼基活性炭,并優(yōu)化了制備工藝;通過溶膠凝膠法輔以超聲處理將介孔二氧化鈦負(fù)載于核桃殼基活性炭上,采用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、比表面積和孔徑分析儀、傅立葉紅外光譜分析儀等分析復(fù)合材料的性能;最后以廢水中的酸性大紅3R和甲醛分別作為目標(biāo)污染物,研究介孔二氧化鈦/活性炭的催化分解性能。主要研究結(jié)果如下:(1)KOH活化法制備核桃殼基活性炭的最優(yōu)工藝如下:KOH和核桃殼炭化料的質(zhì)量比為3:1,活化溫度為800℃,活化時(shí)間為60min。所得活性炭的比表面積為1551.85m2/g,微孔比表面積為1491.22m2/g,微孔率為89.87%。(2)通過溶膠凝膠法輔以超聲處理制備得到介孔二氧化鈦/活性炭復(fù)合材料,活性炭的無定形結(jié)構(gòu),阻礙了二氧化鈦之間的團(tuán)聚,使得二氧化鈦的粒徑減;二氧化鈦/活性炭、介孔二氧化鈦/活性炭的比表面積分別為603.61m2/g和831.20m2/g,二氧化鈦的介孔結(jié)構(gòu)彌補(bǔ)了活性炭比表面積的降低。(3)催化分解酸性大紅3R...
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-4核桃殼(a)、核桃殼炭化料腳、核桃殼基活性炭(c-d)的FE-SEM圖??
Figure?3-3?FE-SEM?graphs?of?Ti〇2?(a-c)?andTiCVAC?(d)??3.2.3介孔二氧化鐵/活性炭的孔結(jié)構(gòu)分析??從圖3-4為Ti〇2的氮?dú)馕摳降葴鼐,從圖中可L:X看出,其氮?dú)馕摳降葴鼐??屬于典型的II類型。在中低壓區(qū)P/P0小于0.2時(shí),吸附量沒有明顯的變化,說明樣??品中幾乎不含有微孔和中孔。孔徑分布圖中沒有出現(xiàn)任何峰,這說明Ti〇2屬于無孔??型材料。??80.???1.20????70?-?f??1.00?■?j??壇0?-各〇成?y??Q,?.?-J。'的.?/??50;?/??>?40^。".?i??釀?.?。佛自一??,-—????........—.....——…!??蒙30-?。?,。?M奶孔樹之0?50?M?7。?/??2。^??0?I?I?I?I?I?1?1?1?1?I???I???0.0?0.2?0.4?0.6?0.8?1.0??相對(duì)距力/(P/P〇)??圖3-4?Ti〇2的N2吸附-脫附等溫線??Figure?3-4?N2?adsorption-desorption?isotherms?of?Ti〇2??從團(tuán)3-5可切看出M-Ti〇2的吸附等溫線屬于IV類型,在低壓區(qū)吸附量沒有明顯??變化,在中壓區(qū)出現(xiàn)明顯的上升,并且等溫線的吸脫附分支形成了面積較大的滯后回??線
圖3-5?M-Ti〇2的1^2吸附-脫附等溫線??Figure?3-5?N2?adsorption-desorption?isotherms?of?M-Ti〇2??從圖3-6和圖3-7可W看出TiCVAC和M-Ti〇2/AC的吸附等溫線均屬于IV類型。??當(dāng)P/Po為0.0-0.1時(shí),吸附量上升較少,送說明微孔的填充作用不明顯,因此,樣品??中存在少量的微孔。當(dāng)P/Po在0.8附近時(shí),吸附曲線呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì),且斜率大??于低壓階段,這部分吸附量的上升主要是由于毛細(xì)管凝聚作用,說明樣品中含有大量??中孔或者大孔。從圖3-5和圖3-6可看出,M-Ti〇2/AC和M-Ti〇2的滯后環(huán)類型屬??于H1型。從圖3-7可tU看出,TiCVAC的滯后環(huán)屬于為H4型,說明吸附量的上升可??能是因?yàn)闃悠坊ハ喽岩中纬傻目。從圖3-6的孔徑分布圖可W看出,M-Ti〇2/AC在??Irnn和12nm左右出現(xiàn)明顯的峰,說明其孔徑主要分布在Inm?W內(nèi)和l〇-17nm。??31??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]甲醛廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 苑丹丹,沈筱彥,邵楠,聶春紅. 當(dāng)代化工. 2015(03)
[2]石灰法處理甲醛廢水工藝研究[J]. 李興波,劉雷,張伶,安彩妹. 山東化工. 2015(01)
[3]木屑型香菇菌菌渣活性炭及其制備方法[J]. 彭宏,張帥,武李茜,王成. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2014(06)
[4]KOH活化法制備漢麻稈活性炭及其微孔結(jié)構(gòu)的研究[J]. 孫金菊,高建民,郝新敏,孟凡陽,陳瑤. 功能材料. 2014(21)
[5]淺析室內(nèi)空氣中甲醛的危害及測(cè)定方法[J]. 徐占婧. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2014(26)
[6]活性炭負(fù)載型TiO2光催化降解采油廢水的研究[J]. 劉宏菊,盧紅梅,郭勰. 環(huán)境工程. 2014(08)
[7]玉米秸稈活性炭的制備及其吸附動(dòng)力學(xué)研究[J]. 史蕊,李依麗,尹晶,楊珊珊. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2014(08)
[8]植物生物質(zhì)制備活性炭研究進(jìn)展[J]. 劉娜,張彥,樊靜. 山東工業(yè)技術(shù). 2014(13)
[9]生物質(zhì)活性炭的制備研究進(jìn)展[J]. 耿莉莉,張宏喜,李學(xué)琴,廖爽,武英. 廣東化工. 2014(12)
[10]椰殼活性炭的制備及吸附酸性大紅GR染料動(dòng)力學(xué)[J]. 蔣柏泉,曾芳,曾慶芳,陳建新,劉玉德. 工業(yè)水處理. 2014(06)
博士論文
[1]椰殼基微孔活性炭制備與表征研究[D]. 蘇偉.天津大學(xué) 2003
碩士論文
[1]實(shí)際工業(yè)甲醛廢水在SBR中的生物降解性研究[D]. 楊寒稀.南京理工大學(xué) 2013
[2]催化動(dòng)力學(xué)光度法檢測(cè)痕量甲醛的研究及應(yīng)用[D]. 陳浩.湘潭大學(xué) 2012
[3]核桃殼基活性炭的制備及對(duì)水體中孔雀石綠和4-氯苯酚的吸附研究[D]. 張曼曼.鄭州大學(xué) 2012
[4]高濃度甲醛廢水深度處理技術(shù)及評(píng)價(jià)[D]. 劉艷.江南大學(xué) 2011
[5]催化濕式過氧化氫氧化法處理模擬染料廢水的研究[D]. 李紅亞.西北大學(xué) 2008
[6]熱分析在農(nóng)林廢棄物微波活性炭制備中的應(yīng)用研究[D]. 楊月紅.昆明理工大學(xué) 2006
本文編號(hào):3442495
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-4核桃殼(a)、核桃殼炭化料腳、核桃殼基活性炭(c-d)的FE-SEM圖??
Figure?3-3?FE-SEM?graphs?of?Ti〇2?(a-c)?andTiCVAC?(d)??3.2.3介孔二氧化鐵/活性炭的孔結(jié)構(gòu)分析??從圖3-4為Ti〇2的氮?dú)馕摳降葴鼐,從圖中可L:X看出,其氮?dú)馕摳降葴鼐??屬于典型的II類型。在中低壓區(qū)P/P0小于0.2時(shí),吸附量沒有明顯的變化,說明樣??品中幾乎不含有微孔和中孔。孔徑分布圖中沒有出現(xiàn)任何峰,這說明Ti〇2屬于無孔??型材料。??80.???1.20????70?-?f??1.00?■?j??壇0?-各〇成?y??Q,?.?-J。'的.?/??50;?/??>?40^。".?i??釀?.?。佛自一??,-—????........—.....——…!??蒙30-?。?,。?M奶孔樹之0?50?M?7。?/??2。^??0?I?I?I?I?I?1?1?1?1?I???I???0.0?0.2?0.4?0.6?0.8?1.0??相對(duì)距力/(P/P〇)??圖3-4?Ti〇2的N2吸附-脫附等溫線??Figure?3-4?N2?adsorption-desorption?isotherms?of?Ti〇2??從團(tuán)3-5可切看出M-Ti〇2的吸附等溫線屬于IV類型,在低壓區(qū)吸附量沒有明顯??變化,在中壓區(qū)出現(xiàn)明顯的上升,并且等溫線的吸脫附分支形成了面積較大的滯后回??線
圖3-5?M-Ti〇2的1^2吸附-脫附等溫線??Figure?3-5?N2?adsorption-desorption?isotherms?of?M-Ti〇2??從圖3-6和圖3-7可W看出TiCVAC和M-Ti〇2/AC的吸附等溫線均屬于IV類型。??當(dāng)P/Po為0.0-0.1時(shí),吸附量上升較少,送說明微孔的填充作用不明顯,因此,樣品??中存在少量的微孔。當(dāng)P/Po在0.8附近時(shí),吸附曲線呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì),且斜率大??于低壓階段,這部分吸附量的上升主要是由于毛細(xì)管凝聚作用,說明樣品中含有大量??中孔或者大孔。從圖3-5和圖3-6可看出,M-Ti〇2/AC和M-Ti〇2的滯后環(huán)類型屬??于H1型。從圖3-7可tU看出,TiCVAC的滯后環(huán)屬于為H4型,說明吸附量的上升可??能是因?yàn)闃悠坊ハ喽岩中纬傻目。從圖3-6的孔徑分布圖可W看出,M-Ti〇2/AC在??Irnn和12nm左右出現(xiàn)明顯的峰,說明其孔徑主要分布在Inm?W內(nèi)和l〇-17nm。??31??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]甲醛廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 苑丹丹,沈筱彥,邵楠,聶春紅. 當(dāng)代化工. 2015(03)
[2]石灰法處理甲醛廢水工藝研究[J]. 李興波,劉雷,張伶,安彩妹. 山東化工. 2015(01)
[3]木屑型香菇菌菌渣活性炭及其制備方法[J]. 彭宏,張帥,武李茜,王成. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2014(06)
[4]KOH活化法制備漢麻稈活性炭及其微孔結(jié)構(gòu)的研究[J]. 孫金菊,高建民,郝新敏,孟凡陽,陳瑤. 功能材料. 2014(21)
[5]淺析室內(nèi)空氣中甲醛的危害及測(cè)定方法[J]. 徐占婧. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2014(26)
[6]活性炭負(fù)載型TiO2光催化降解采油廢水的研究[J]. 劉宏菊,盧紅梅,郭勰. 環(huán)境工程. 2014(08)
[7]玉米秸稈活性炭的制備及其吸附動(dòng)力學(xué)研究[J]. 史蕊,李依麗,尹晶,楊珊珊. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2014(08)
[8]植物生物質(zhì)制備活性炭研究進(jìn)展[J]. 劉娜,張彥,樊靜. 山東工業(yè)技術(shù). 2014(13)
[9]生物質(zhì)活性炭的制備研究進(jìn)展[J]. 耿莉莉,張宏喜,李學(xué)琴,廖爽,武英. 廣東化工. 2014(12)
[10]椰殼活性炭的制備及吸附酸性大紅GR染料動(dòng)力學(xué)[J]. 蔣柏泉,曾芳,曾慶芳,陳建新,劉玉德. 工業(yè)水處理. 2014(06)
博士論文
[1]椰殼基微孔活性炭制備與表征研究[D]. 蘇偉.天津大學(xué) 2003
碩士論文
[1]實(shí)際工業(yè)甲醛廢水在SBR中的生物降解性研究[D]. 楊寒稀.南京理工大學(xué) 2013
[2]催化動(dòng)力學(xué)光度法檢測(cè)痕量甲醛的研究及應(yīng)用[D]. 陳浩.湘潭大學(xué) 2012
[3]核桃殼基活性炭的制備及對(duì)水體中孔雀石綠和4-氯苯酚的吸附研究[D]. 張曼曼.鄭州大學(xué) 2012
[4]高濃度甲醛廢水深度處理技術(shù)及評(píng)價(jià)[D]. 劉艷.江南大學(xué) 2011
[5]催化濕式過氧化氫氧化法處理模擬染料廢水的研究[D]. 李紅亞.西北大學(xué) 2008
[6]熱分析在農(nóng)林廢棄物微波活性炭制備中的應(yīng)用研究[D]. 楊月紅.昆明理工大學(xué) 2006
本文編號(hào):3442495
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