發(fā)布時間：2017-09-20 01:20

  本文關(guān)鍵詞：改性生物炭作為吸附劑和催化劑載體的研究

  更多相關(guān)文章： 污泥 鋸末 熱解 生物炭 酸洗 氨基修飾 吸附 1-萘酚 磷酸銀 光催化 降解 苯酚

【摘要】：污泥和農(nóng)林業(yè)廢棄物是兩大類廣泛存在的生物質(zhì),需要尋求合理的方法來處理。熱解方法可以將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料生物油,同時有固體副產(chǎn)物生物炭生成。本論文以污泥和鋸末為原料,熱解得到污泥炭和鋸末炭。并將污泥炭進一步改性處理用于吸附污水中的有機污染物；鋸末炭進一步修飾改性后和光催化劑復(fù)合,用于降解污水中的有機污染物,提高了光催化效率。論文的具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下：1.大量的剩余污泥帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題,熱解法處理污泥可以處理污泥并且回收能源,同時會產(chǎn)生副產(chǎn)物污泥炭。我們在不同溫度(300,400,500和800℃)下熱解污泥,得到污泥炭SC300, SC400,SC500和SC800,進步一通過酸處理除去污泥炭中的灰分,除去灰分的污泥炭為DA300, DA400, DA500和DA800。DA對1-萘酚的吸附量隨著熱解溫度的升高遞增,DA800對1-萘酚有超高的吸附量,為666 mgg-1。另外,我們先酸洗處理污泥,在不同溫度熱解酸洗污泥,得到DC300, DC400, DC500和DC800。DC對1-萘酚的吸附量受熱解溫度影響很小。我們通過XPS, FTIR和Raman表征DA和DC的性質(zhì)隨熱解溫度變化的規(guī)律；通過SEM-EDS先掃描譜圖觀察SC中有機和無機元素隨熱解溫度不同的分布變化；結(jié)合DA和DC的表征結(jié)果和吸附行為,及SC元素分布變化,我們提出了溫度相關(guān)的灰分催化作用,促進形成高吸附量污泥炭的機理過程。2.光照下,Ag3PO4有高的有機物光氧化降解性能。但是,Ag3PO4顆粒粒徑較大降低它的光響應(yīng)能力;較高的導(dǎo)帶點位使Ag3PO4容易被光生電子還原為Ag0,限制催化劑的實際應(yīng)用。為了克服這些缺點,我們通過液相沉積法將Ag3PO4生長在氨基修飾生物炭(AMB)上,得到Ag3PO4/AMB復(fù)合材料；其中AMB是在鋸末熱解得到的鋸末炭表面修飾氨基得到的。在AMB不存在的情況下,同樣方法合成了單純的Ag3PO4。將Ag3PO4/AMB和Ag3PO4用于光催化降解水溶液中的苯酚,AgaPO4AMB存在時,苯酚在120 min內(nèi)幾乎全部被降解；Ag3PO4存在時,120 min時只有50%的苯酚被降解�？梢�,AMB和Ag3PO4復(fù)合可以大大提高其光催化效率。我們通過XRD, SEM, SEM-EDS, Raman和XPS表征了Ag3PO4/AMB和Ag3PO4的組成和表面形貌,結(jié)果顯示復(fù)合材料中Ag3PO4生長于AMB表面,AMB表面還有少量被還原的Ag納米顆粒。紫外-可見漫反射光譜結(jié)果表明,Ag3PO4/AMB復(fù)合材料對光的吸收能力強于單純的Ag3PO4。從電化學(xué)阻抗譜結(jié)果中可以看出AMB的引入減小了電荷傳遞阻力,有利于提高光生電子和空穴的分離效率。EPR結(jié)果表明Ag3PO4/AMB和Ag3PO4在光降解有機物時,·OH起主導(dǎo)作用,而且在堿性NaHCO3溶液促進光催化過程中·OH的生成。
【關(guān)鍵詞】：污泥 鋸末 熱解 生物炭 酸洗 氨基修飾 吸附 1-萘酚 磷酸銀 光催化 降解 苯酚
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)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5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-27
• 1.1 生物質(zhì)11-12
• 1.1.1 污泥11
• 1.1.2 木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)11-12
• 1.2 熱解技術(shù)處理生物質(zhì)12
• 1.2.1 熱解機理12
• 1.2.2 熱解產(chǎn)物12
• 1.3 熱解影響因素12-15
• 1.3.1 生物質(zhì)類型12-13
• 1.3.2 生物質(zhì)前處理13-14
• 1.3.3 熱解條件14-15
• 1.4 生物炭修飾15-16
• 1.4.1 酸/堿處理和化學(xué)氧化法處理生物炭15-16
• 1.4.2 修飾表面官能團16
• 1.5 生物炭在環(huán)境方面的應(yīng)用16-18
• 1.5.1 生物炭作為吸附劑17-18
• 1.5.2 生物炭作為催化劑基底18
• 1.6 研究目的,意義和主要內(nèi)容18-20
• 1.6.1 研究目的和意義18
• 1.6.2 主要研究內(nèi)容18-20
• 參考文獻20-27
• 第2章 高容量污泥炭吸附劑的制備及溫度影響的灰分催化熱解機理27-49
• 2.1 引言27-28
• 2.2 實驗部分28-30
• 2.2.1 材料28
• 2.2.2 污泥和污泥炭的表征方法28-29
• 2.2.3 污泥炭的制備29
• 2.2.4 吸附實驗29-30
• 2.3 結(jié)果和討論30-42
• 2.3.1 污泥和污泥炭的表征30
• 2.3.2 超大吸附量的吸附劑30-33
• 2.3.3 影響DA吸附行為的關(guān)鍵因素33-38
• 2.3.4 溫度相關(guān)的灰分催化熱解作用38-42
• 2.4 環(huán)境影響42-43
• 2.5 小結(jié)43-45
• 參考文獻45-49
• 第3章 氨基修飾生物炭和Ag_3PO_4復(fù)合提高Ag_3PO_4光催化降解污染物效率49-67
• 3.1 引言49-50
• 3.2 實驗部分50-52
• 3.2.1 原料與試劑50-51
• 3.2.2 光催化劑的制備51
• 3.2.3 表征51-52
• 3.2.4 催化性能測試52
• 3.3 結(jié)果與討論52-61
• 3.3.1 表征結(jié)果52-56
• 3.3.2 光催化效果的提升56-59
• 3.3.3 電荷分離59
• 3.3.4 光吸收59-60
• 3.3.5 機理推測60-61
• 3.4 結(jié)論61-63
• 參考文獻63-67
• 第4章 結(jié)論67-69
• 致謝69-71
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果71

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