發(fā)布時(shí)間：2022-02-14 12:07

　　傳統(tǒng)三維多孔炭材料的制備多以煤為原料,灰分含量一般較高,限制介孔的形成。而生物質(zhì)基三維多孔炭材料所用原料多為農(nóng)林業(yè)廢棄物,由于其來源廣泛,價(jià)格低廉,產(chǎn)量豐富,成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。蒲草屬于多年生草本植物,種植面積廣泛,生長(zhǎng)迅速。蒲草葉作為蒲草的主要部分其橫切面為半圓形,細(xì)胞間隙大,呈蜂窩狀。由此可見,它的特殊內(nèi)部結(jié)構(gòu)有利于三維多孔炭材料孔結(jié)構(gòu)的形成。雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)生物質(zhì)基三維多孔炭材料的研究不斷深入,但是目前對(duì)于蒲草葉基三維多孔炭材料的研究涉及較少。本文以蒲草葉作為碳源,通過KOH活化法（KPC-X-Y）、CO2活化法（CPC-X-Y）、纖維素酶活化法（CellPC）和白腐真菌活化法（WRFPC）制備三維多孔炭材料。具體研究?jī)?nèi)容如下:（1）將蒲草葉作為吸附劑,比表面積為10.08 m2·g-1,平均孔徑為6.1 nm。通過單因素實(shí)驗(yàn),吸附容量最優(yōu)確定了吸附劑的最佳投加量為0.25 g,溶液濃度為50 mg·L-1,吸附時(shí)間為12h,吸附環(huán)境為中性,吸附過程是自發(fā)的放熱過程。（2）利用傳統(tǒng)活化法制備三維多孔炭材料,其中KOH活化法制備的三維多孔炭材料比表面積為1546.56 m2·g-1,... 

【文章來源】：東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省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１－１?（ａ）和（ｂ）硬模板法制備三維多孔炭材料示意圖；（ｃ）軟模板法制備三維多孔炭材料示??意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｒ?

１緒論??黃色，趁熱過濾后用ＨＣ１溶液和去離子水洗滌直到濾液中無Ｓ〇４２？存在。王莎等［１８］以木??薯秸稈為原料，利用Ｈｕｍｍｅｒｓ法制備了三維多孔炭材料，圖１－２?（ｂ）和（ｃ）展示了所??制備材料的表面形貌，活化過程可以產(chǎn)生許多大小不一的孔結(jié)構(gòu)，有利于傳質(zhì)擴(kuò)散。氧??化－剝離－還原的過程可以使原本不可溶的碳源材料在水中變得可加工，整個(gè)過程簡(jiǎn)單易??操作，但是濃硝酸的使用使其安全性降低，污染較大。??＿翻１１??圖１－２?（ａ）富勒烯基三維多孔炭材料；（ｂ）原始木薯秸稈三維多孔炭材料；（ｃ）氧化木薯秸稈??三維多孔炭材料??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?（ａ）?Ｃ６〇－ｂａｓｅｄ?３Ｄ?ｐｏｒｏｕｓ?ｃａｒｂｏｎ?ｍａｔｅｒｉａｌ；?（ｂ）?ｒａｗ?ｔａｐｉｏｃａ?ｓｔａｌｋｓ?ｂａｓｅｄ?３Ｄ??ｐｏｒｏｕｓ?ｃａｒｂｏｎ?ｍａｔｅｒｉａｌ；?（ｃ）?ｏｘｉｄｉｚｅｄ?ｔａｐｉｏｃａ?ｓｔａｌｋｓ?ｂａｓｅｄ?３Ｄ?ｐｏｒｏｕｓ?ｃａｒｂｏｎ?ｍａｔｅｒｉａｌ??１．１．２．４溶膠雛法??溶膠凝膠法是將高分子化合物在液相中混合均勻形成膠體，接著將膠體靜置陳化形??成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，去除溶劑后，干燥炭化制備成三維多孔炭材料。Ｌｉｕ［１９］以玉米淀粉為??原料，采用溶膠凝膠法制備的三維網(wǎng)狀多孔炭比表面積為１５３５?ｎｖ＾ｇ１，其中三維網(wǎng)狀多??孔結(jié)構(gòu)可以相互連通不同直徑的孔隙，這種結(jié)構(gòu)有利于離子的快速滲透。ＸｋｏｔＭ采用溶??膠凝膠法制備了具有均勻結(jié)構(gòu)和形貌的氮摻雜多孔炭材料，比表面積為７４０?ｍ２；－１，孔??隙體積為０．９６?ｃｎ＾ｇ－１。溶膠凝膠法制備出的三維多孔炭材料雖然比表面積高、導(dǎo)電性能??

?東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文???外的ｃｏ２不同，生物質(zhì)燃燒被認(rèn)為是一種碳中和過程，因?yàn)獒尫诺模茅枺瞾碓从谥参镌??光合作用中吸收的ｃｏ２，并沒有產(chǎn)生新的ｃｏ２，減弱溫室效應(yīng)，保護(hù)環(huán)境。??１＿２．１生物質(zhì)資源制備三維多孔炭材料的優(yōu)勢(shì)??生物質(zhì)含有不同礦物質(zhì)元素，具有三維立體的空間網(wǎng)狀內(nèi)部結(jié)構(gòu)。比如木材纖維素??的層狀結(jié)構(gòu)（如圖１－３），它是由葡萄糖單元通過１，４－Ｐ－糖苷鍵鏈接組成的線性鏈，這些??線性鏈可以平行排列以形成原纖維結(jié)構(gòu)，其通過氫鍵組成纖維網(wǎng)絡(luò)�；驹w維進(jìn)一步??組裝成長(zhǎng)度大于２００?ｎｍ，直徑在５到１５?ｎｍ之間的微纖維和微纖維束［２４１這種分層結(jié)??構(gòu)在纖維內(nèi)形成中孔，而將木材進(jìn)行炭化活化制備的炭材料通常會(huì)保留其本身特有的結(jié)??構(gòu)，所制備的炭材料具有孔隙發(fā)達(dá)，比表面積大的特征。自然界中每一種生物質(zhì)都是獨(dú)??特的，因此不同生物質(zhì)炭化后得到的多孔炭材料的微觀結(jié)構(gòu)和形態(tài)也是獨(dú)特的。此外，??三維多孔炭材料的結(jié)構(gòu)性能還與所用生物質(zhì)本身含有的元素有關(guān)，除常見的碳元素外，??生物質(zhì)還含有〇，?Ｓ，Ｎ等元素，并且原位極性元素可與Ｃ元素以化學(xué)鍵的形式結(jié)合形??成各種極性官能團(tuán)，它對(duì)三維多孔炭材料的吸附性能和電化學(xué)性能有著重要影響。??ａ?ｗ〇〇ｄ?ｂ—產(chǎn)上?＼?％?＾??一心?°＾２０?Ｓ〇Ｍｍ?ＭｉｃｒｏｆｉＭＢｕｎｄｊｅ??ｐ－ｓ?，０ｎｍ?Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ?Ｆｉｂｒｉｌ??｜Ｃ５＇５??圖１－３?（ａ）木材纖維素的層狀結(jié)構(gòu)；（ｂ）微纖維的ＳＥＭ圖；（ｃ）云杉纖維的ＳＥＭ圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?（ａ）?Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｆｒｏｍ?ｗｏｏｄ；?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]以木糖渣為原料的生物炭制備及其電化學(xué)和吸附性能研究[D]. 萬圓.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[4]用于染料廢水處理的光催化/吸附材料的制備及性能研究[D]. 羅艷梅.西南大學(xué) 2018
[5]生物質(zhì)碳材料的制備及在染料廢水處理中的應(yīng)用[D]. 趙亞雄.寧夏大學(xué) 2017
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