本文關(guān)鍵詞：低硫膨脹石墨制備工藝與吸附性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：膨脹石墨是一種新型碳材料,具有疏松多孔的結(jié)構(gòu),且其表面積大。因此,其對大分子化合物有著超強(qiáng)的吸附能力,在多個領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。近年來,在工業(yè)廢水和海上溢油處理等方面,膨脹石墨發(fā)揮著日益突出的作用。本文通過實(shí)驗(yàn)研究了低硫膨脹石墨(EG)的較佳制備工藝條件,并通過FE-SEM、XRD、FT-IR和TG-DTA等手段對其進(jìn)行了物理性能表征。同時,系統(tǒng)考察了EG用量、染料溶液濃度和油品黏度、吸附溫度、pH值和攪拌速度等因素對EG吸附性能的影響。此外,還進(jìn)行了EG對兩種染料的吸附動力學(xué)和熱力學(xué)研究。主要研究結(jié)果如下:所制備低硫EG具有疏松多孔的蠕蟲狀形貌和三級孔結(jié)構(gòu),相比于天然鱗片石墨,其結(jié)晶度略有降低。低硫EG的較佳制備工藝條件為:天然鱗片石墨(g):高氯酸(mL):冰醋酸(mL):高錳酸鉀(g)=8:20:14:1,插層溫度為20℃,插層時間為60 min,微波膨化功率為420 W,膨化時間為15 s。該條件下EG的膨脹容積可達(dá)530 mL/g。并且各因素對EG膨脹容積影響的大小順序?yàn)?CH3COOH體積HClO4體積插層溫度插層時間膨化功率。通過EG對羅丹明B和甲基橙溶液吸附過程研究得出:增大EG用量、增大染料溶液濃度、提高吸附溫度、加快攪拌速度等均有利于提高EG對兩種染料的吸附性能。隨著工業(yè)油粘度的增大,EG對其吸附量也呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢。在不同EG用量、染料溶液濃度、吸附溫度、pH值和攪拌速度下,研究了EG對兩種染料的吸附動力學(xué),其均符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。而且,整個吸附過程包括液膜擴(kuò)散、顆粒內(nèi)部擴(kuò)散和表面吸附三個步驟。EG對羅丹明B和甲基橙溶液的吸附等溫線均符合Langmuir吸附等溫方程,表明上述吸附過程是以物理吸附為主的單分子層吸附過程。而且,△H0,為吸熱反應(yīng),升高溫度有利于反應(yīng)的進(jìn)行;熵變△S0,吸附自由能△G0,吸附活化能Ea在8-30 kJ·mol-1范圍內(nèi)波動。
【關(guān)鍵詞】：膨脹石墨 吸附 羅丹明B 甲基橙 動力學(xué) 熱力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題背景11-12
• 1.2 膨脹石墨簡介12-14
• 1.2.1 膨脹石墨物理化學(xué)性質(zhì)12-13
• 1.2.2 膨脹石墨特點(diǎn)13-14
• 1.3 膨脹石墨制備方法14-15
• 1.3.1 化學(xué)氧化法14-15
• 1.3.2 電化學(xué)法15
• 1.3.3 氣相擴(kuò)散法15
• 1.3.4 爆炸法15
• 1.3.5 微波法15
• 1.4 膨脹石墨在環(huán)保方面的應(yīng)用15-17
• 1.4.1 膨脹石墨在凈化印染廢水方向應(yīng)用15-16
• 1.4.2 膨脹石墨在油類吸附方向應(yīng)用16
• 1.4.3 膨脹石墨在治理重金屬廢水方向應(yīng)用16-17
• 1.4.4 膨脹石墨在大氣污染治理方向應(yīng)用17
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方法19-27
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品19-20
• 2.2 膨脹石墨的制備方法20-21
• 2.2.1 化學(xué)氧化法制備膨脹石墨20
• 2.2.2 單因素試驗(yàn)20
• 2.2.3 正交試驗(yàn)20-21
• 2.3 膨脹石墨表征方法21
• 2.3.1 場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)21
• 2.3.2 X射線衍射(XRD)21
• 2.3.3 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)21
• 2.3.4 熱重-差熱(TG-DTA)21
• 2.4 膨脹石墨吸附性能測試21-27
• 2.4.1 兩種染料性質(zhì)21-22
• 2.4.2 膨脹石墨對兩種染料吸附方法研究22-23
• 2.4.3 吸附動力學(xué)研究23-25
• 2.4.5 吸附熱力學(xué)研究25-26
• 2.4.6 膨脹石墨對油類吸附性能測試26-27
• 第3章 膨脹石墨的制備工藝及其吸附性能研究27-47
• 3.1 膨脹石墨的制備工藝研究27-33
• 3.1.1 單因素試驗(yàn)27-31
• 3.1.2 正交試驗(yàn)31-33
• 3.2 膨脹石墨的物理性能研究33-37
• 3.2.1 場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)結(jié)果與分析33-35
• 3.2.2 X射線衍射(XRD)結(jié)果與分析35-36
• 3.2.3 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)結(jié)果與分析36
• 3.2.4 熱重-差熱(TG-DTA)結(jié)果與分析36-37
• 3.3 膨脹石墨的吸附性能研究37-44
• 3.3.1 膨脹石墨對羅丹明B溶液的吸附性能研究37-40
• 3.3.2 膨脹石墨對甲基橙溶液的吸附性能研究40-43
• 3.3.3 膨脹石墨對油類吸附性能測試43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-47
• 第4章 膨脹石墨對染料的吸附機(jī)理探究47-84
• 4.1 膨脹石墨對染料吸附動力學(xué)探究47-76
• 4.1.1 膨脹石墨對羅丹明B的吸附動力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究47-61
• 4.1.2 膨脹石墨對甲基橙的吸附動力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究61-76
• 4.2 膨脹石墨對染料吸附熱力學(xué)探究76-83
• 4.2.1 膨脹石墨對羅丹明B吸附熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究76-79
• 4.2.2 膨脹石墨對甲基橙吸附熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究79-83
• 4.3 本章小結(jié)83-84
• 結(jié)論84-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果89-90
• 致謝90

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 董永利;周國江;丁慧賢;袁福龍;;膨脹石墨的制備工藝與應(yīng)用[J];黑龍江水專學(xué)報;2010年03期

2 曹乃珍，，沈萬慈，溫詩鑄，劉英杰;膨脹石墨的吸附作用[J];新型碳材料;1995年04期

3 蘇同福;膨脹石墨專題文獻(xiàn)概況[J];安陽師專學(xué)報;1999年04期

4 趙正平;硝化法制取無硫膨脹石墨存在的問題及新方法研究[J];非金屬礦;2000年02期

5 周偉,兆恒,胡小芳,董建,沈萬慈,康飛宇;膨脹石墨水中吸油行為及機(jī)理的研究[J];水處理技術(shù);2001年06期

6 閻珉;細(xì)鱗片膨脹石墨材料工業(yè)化生產(chǎn)可行性研究[J];攀枝花學(xué)院學(xué)報;2002年05期

7 陳志剛,張勇,楊娟,邱滔;膨脹石墨的制備、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用[J];江蘇大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年03期

8 伍士國,徐銘,李澄俊,陳作如;膨脹石墨對8mm波動態(tài)衰減性能的影響因素研究[J];火工品;2005年02期

9 劉淑芬,李冀輝;低硫高倍膨脹石墨的制備研究[J];炭素;2005年03期

10 田金星;尚保平;;中碳膨脹石墨的研究[J];化工裝備技術(shù);2006年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 連錦明;童慶松;陳前火;;膨脹石墨形成過程電子顯微研究[A];第十二屆全國電子顯微學(xué)會議論文集[C];2002年

2 沈萬慈;王魯寧;陳希;鄭永平;康飛宇;;膨脹石墨在水處理中的應(yīng)用研究[A];第19屆炭—石墨材料學(xué)術(shù)會論文集[C];2004年

3 喬小晶;于仁光;胡曉春;;鍍金屬膨脹石墨的制備及性能研究[A];第五屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集Ⅱ[C];2004年

4 王立松;;三氯化鐵為插入劑制備膨脹石墨[A];第19屆炭—石墨材料學(xué)術(shù)會論文集[C];2004年

5 王宏喜;王宏霞;薛麗;;關(guān)于膨脹石墨吸油性能研究[A];第19屆炭—石墨材料學(xué)術(shù)會論文集[C];2004年

6 王魯寧;陳希;鄭永平;康飛宇;陳嘉封;沈萬慈;;膨脹石墨處理毛紡廠印染廢水的應(yīng)用研究[A];非金屬礦物材料—環(huán)保、生態(tài)與健康研討會論文專輯[C];2004年

7 魏新利;孟祥睿;;膨脹石墨影響復(fù)合吸附劑性能的成因分析[A];中國化工學(xué)會2009年年會暨第三屆全國石油和化工行業(yè)節(jié)能節(jié)水減排技術(shù)論壇會議論文集（下）[C];2009年

8 王文平;潘才元;;苯乙烯與丙烯腈共聚物／膨脹石墨復(fù)合材料電性能的研究[A];2005年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集[C];2005年

9 沈萬慈;王魯寧;;膨脹石墨——油污染水處理的新材料[A];非金屬礦物材料與環(huán)保、生態(tài)、健康研討會論文集[C];2003年

10 曹宏;賓曉蓓;陳加藏;;膨脹石墨對機(jī)油吸附性能的實(shí)驗(yàn)研究[A];第二屆全國環(huán)境礦物學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 王慶虎;含膨脹石墨的鋁碳耐火材料組成、結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能研究[D];武漢科技大學(xué);2015年

2 王磊磊;膨脹石墨在聚合物中的分散及其復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能的研究[D];北京化工大學(xué);2012年

3 黎梅;超聲波和膨脹石墨相結(jié)合處理染料廢水的研究[D];河北大學(xué);2008年

4 岳學(xué)慶;新型膨脹石墨基功能材料的制備及結(jié)構(gòu)與性能研究[D];燕山大學(xué);2011年

5 朱敏聰;膨脹石墨基復(fù)合材料的制備、改性及其對水中特定污染物去除的研究[D];東華大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙穎華;膨脹石墨的制備及其對金屬離子去除性能的研究[D];東華大學(xué);2012年

2 夏兆路;超聲輔助擠出制備尼龍6/功能化熱膨脹石墨復(fù)合材料及性能研究[D];中北大學(xué);2016年

3 于海濤;硬脂酸/膨脹石墨相變儲熱材料的制備與應(yīng)用[D];北京林業(yè)大學(xué);2016年

4 張鳳雙;微波輔助法快速制備膨脹石墨用于食品中有機(jī)污染物的萃取[D];吉林大學(xué);2016年

5 張昆;低硫膨脹石墨制備工藝與吸附性能研究[D];燕山大學(xué);2016年

6 張成雨;環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

7 游婷婷;插鈦膨脹石墨的制備及其應(yīng)用研究[D];河北大學(xué);2010年

8 吳娟;膨脹石墨改性復(fù)合物電極的制備及其降解有機(jī)物的研究[D];黑龍江大學(xué);2010年

9 方舟;新型改性膨脹石墨的制備及其催化性能的研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2010年

10 劉宏;膨脹石墨吸附材料微波制備技術(shù)與溢油吸附應(yīng)用技術(shù)研究[D];燕山大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：低硫膨脹石墨制備工藝與吸附性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：469958