基于纖維素的ZSM-5沸石雙模板合成及其甲醛吸附性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-02 14:52
甲醛是一種無(wú)色有毒的刺激性氣體,其較強(qiáng)的致癌性和致畸性對(duì)人類的身體健康會(huì)產(chǎn)生一定的毒害作用,針對(duì)甲醛的預(yù)防和治理一直都是研究的熱點(diǎn)。作為吸附法常用吸附劑,ZSM-5沸石是一類具有較高的比表面積和獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)的材料,良好的水熱穩(wěn)定性、可調(diào)的酸性以及優(yōu)異的擇形催化性能使其廣泛用于石油化工、精細(xì)化工以及環(huán)保等諸多領(lǐng)域。ZSM-5沸石不僅展現(xiàn)出卓越的催化性能,其對(duì)甲苯、甲醛等有害有毒氣體也具有較強(qiáng)的吸附能力。本研究首先以超聲波為輔助手段,利用對(duì)甲苯磺酸催化水解紙漿制備納米纖維素晶體(NCC),并將其作為介孔模板劑在水熱條件下合成一系列ZSM-5沸石。比較了NCC與纖維素氣凝膠作為模板劑時(shí)對(duì)沸石基本形貌和孔結(jié)構(gòu)參數(shù)等影響,最后考察樣品的甲醛吸附性能以及循環(huán)使用穩(wěn)定性并與商用ZSM-5沸石進(jìn)行比較。同時(shí),對(duì)商用ZSM-5沸石采取超聲波堿處理改性造出多級(jí)孔結(jié)構(gòu),探討超聲波和Na OH濃度對(duì)ZSM-5沸石的晶體結(jié)構(gòu)、形貌以及孔結(jié)構(gòu)的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)利用超聲波輔助對(duì)甲苯磺酸催化水解紙漿制備納米纖維素晶體,考察反應(yīng)時(shí)間與溫度以及超聲時(shí)間對(duì)NCC得率的影響。結(jié)果表明,該方法在超聲波的作用下得...
【文章來(lái)源】:福建農(nóng)林大學(xué)福建省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
催化氧化降解甲醛的機(jī)理[28]
第一章緒論4圖1-2GQDs/TiO2-SiO2納米纖維材料的電子傳輸原理[26]Fig.1-2ElectrontransportprincipleofGQDs/TiO2-SiO2nanofibermaterial[26]1.3.2臭氧氧化法臭氧氧化法主要是利用臭氧與甲醛反應(yīng)時(shí)生成的臭氧化物將甲醛分子氧化成二氧化碳和水[29]。Zhu等[30]設(shè)計(jì)了一種將甲醛存儲(chǔ)和臭氧催化氧化兩個(gè)過(guò)程相結(jié)合的新工藝用以低濃度甲醛的去除,結(jié)果表明相比于傳統(tǒng)的連續(xù)臭氧催化氧化,該方法最佳工藝條件下可減少60%的臭氧使用量,并避免CO的二次污染。圖1-3TiO2納米線降解甲醛示意圖[27]Fig.1-3SchematicdiagramofTiO2nanowiredegradationofformaldehyde[27]
半纖維素制備輕質(zhì)烯烴與芳烴。在3%Fe負(fù)載量、600℃、100mL/min氣體流速以及催化劑與半纖維素用量比例為2的最佳工藝條件下,輕質(zhì)烯烴與芳烴的得率分別為4.5%和6.77%。Chen等[71]通過(guò)堿法制備了介孔ZSM-5沸石并將其作為纖維素在離子液體中水解的催化劑,介孔ZSM-5沸石該反應(yīng)中對(duì)纖維素轉(zhuǎn)化率由41.3%提高至76.2%,總還原糖(TRS)得率由33.2%提高至49.6%。他們發(fā)現(xiàn)離子液體可以進(jìn)入介孔ZSM-5沸石的內(nèi)部孔道促進(jìn)Brnsted酸性位點(diǎn)產(chǎn)生H+,從而提高水解效率,而介孔的引入可能使得纖維素大分子擴(kuò)散減弱,TRS得率因此得到提高。圖1-63D-ZM@S-1復(fù)合材料的制備示意圖[72]Fig.1-6Schematicillustrationof3D-ZM@S-1compositematerial[72](3)ZSM-5沸石在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用工業(yè)的不斷發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步,二氧化碳、VOCs等氣體的排放也逐漸增大,過(guò)度的排放量已經(jīng)嚴(yán)重影響到空氣質(zhì)量與人類安全,對(duì)它們的治理手段一
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]糖類對(duì)SAPO-34分子篩的結(jié)構(gòu)以及MTO性能的影響[J]. 顏?zhàn)咏?汲永鋼,宋華,張永軍,代躍利. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]水蒸氣誘導(dǎo)自組裝制備介-微孔ZSM-5分子篩的研究[J]. 白云,陳新啟,魏曉曉,劉偉麗. 材料導(dǎo)報(bào). 2018(S2)
[3]石家莊市新裝修房屋室內(nèi)空氣污染狀況分析[J]. 劉燕,張珺穜,肖軍,呂曉飛,高忠庭. 住宅產(chǎn)業(yè). 2018(08)
[4]超聲波堿處理改性對(duì)絲光沸石結(jié)構(gòu)、酸性質(zhì)及其催化性能的影響[J]. 韓海波,王有和,李康,劉丹禾,郝代軍,閻子峰. 化工學(xué)報(bào). 2018(07)
[5]臭氧催化氧化脫除低濃度甲醛的新方法(英文)[J]. 朱斌,李小松,孫鵬,劉景林,馬曉媛,朱曉兵,朱愛(ài)民. 催化學(xué)報(bào). 2017(10)
[6]劍麻纖維素合成多級(jí)孔SAPO-11分子篩及其臨氫異構(gòu)化性能[J]. 孫娜,王海彥,李浩,王鈺佳,楊占旭,康蕾. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2018(01)
[7]中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程與展望——兼論中國(guó)住房制度與土地制度的改革變遷[J]. 董昕. 經(jīng)濟(jì)研究參考. 2017(52)
[8]室內(nèi)甲醛污染及其治理措施[J]. 程文好,孫啟志,侯建國(guó). 江西化工. 2017(03)
[9]不同晶粒尺寸H-ZSM-5催化劑上甲醇芳構(gòu)化反應(yīng)性能(英文)[J]. 楊靈志,劉志遠(yuǎn),劉智,彭文永,柳云騏,劉晨光. 催化學(xué)報(bào). 2017(04)
[10]化工產(chǎn)品中對(duì)甲苯磺酸的液相色譜檢測(cè)技術(shù)[J]. 蔣尚玉,陳閩華. 當(dāng)代化工研究. 2016(12)
博士論文
[1]無(wú)溶劑法高溫合成沸石分子篩[D]. 邊超群.浙江大學(xué) 2018
[2]ZSM-5分子篩孔道和結(jié)構(gòu)多級(jí)化的方法及其催化性能研究[D]. 王達(dá)銳.華東師范大學(xué) 2016
[3]基于納米纖維素的超分子復(fù)合材料與雜化材料的研究[D]. 盧麒麟.福建農(nóng)林大學(xué) 2016
[4]多級(jí)孔ZSM-5沸石的孔結(jié)構(gòu)、酸性及其芳香烴芐基化催化反應(yīng)性能研究[D]. 苗海霞.太原理工大學(xué) 2014
[5]光催化氧化技術(shù)降解室內(nèi)甲醛氣體的研究[D]. 齊虹.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
碩士論文
[1]控制甲醛污染的室內(nèi)設(shè)計(jì)研究[D]. 盧順心.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]多級(jí)孔ZSM-5沸石的合成及其催化反應(yīng)性能研究[D]. 李鵬.太原理工大學(xué) 2018
[3]二氧化鈦納米纖維材料的制備及其對(duì)甲醛的光催化降解性能[D]. 寧偉偉.東華大學(xué) 2017
本文編號(hào):3059456
【文章來(lái)源】:福建農(nóng)林大學(xué)福建省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
催化氧化降解甲醛的機(jī)理[28]
第一章緒論4圖1-2GQDs/TiO2-SiO2納米纖維材料的電子傳輸原理[26]Fig.1-2ElectrontransportprincipleofGQDs/TiO2-SiO2nanofibermaterial[26]1.3.2臭氧氧化法臭氧氧化法主要是利用臭氧與甲醛反應(yīng)時(shí)生成的臭氧化物將甲醛分子氧化成二氧化碳和水[29]。Zhu等[30]設(shè)計(jì)了一種將甲醛存儲(chǔ)和臭氧催化氧化兩個(gè)過(guò)程相結(jié)合的新工藝用以低濃度甲醛的去除,結(jié)果表明相比于傳統(tǒng)的連續(xù)臭氧催化氧化,該方法最佳工藝條件下可減少60%的臭氧使用量,并避免CO的二次污染。圖1-3TiO2納米線降解甲醛示意圖[27]Fig.1-3SchematicdiagramofTiO2nanowiredegradationofformaldehyde[27]
半纖維素制備輕質(zhì)烯烴與芳烴。在3%Fe負(fù)載量、600℃、100mL/min氣體流速以及催化劑與半纖維素用量比例為2的最佳工藝條件下,輕質(zhì)烯烴與芳烴的得率分別為4.5%和6.77%。Chen等[71]通過(guò)堿法制備了介孔ZSM-5沸石并將其作為纖維素在離子液體中水解的催化劑,介孔ZSM-5沸石該反應(yīng)中對(duì)纖維素轉(zhuǎn)化率由41.3%提高至76.2%,總還原糖(TRS)得率由33.2%提高至49.6%。他們發(fā)現(xiàn)離子液體可以進(jìn)入介孔ZSM-5沸石的內(nèi)部孔道促進(jìn)Brnsted酸性位點(diǎn)產(chǎn)生H+,從而提高水解效率,而介孔的引入可能使得纖維素大分子擴(kuò)散減弱,TRS得率因此得到提高。圖1-63D-ZM@S-1復(fù)合材料的制備示意圖[72]Fig.1-6Schematicillustrationof3D-ZM@S-1compositematerial[72](3)ZSM-5沸石在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用工業(yè)的不斷發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步,二氧化碳、VOCs等氣體的排放也逐漸增大,過(guò)度的排放量已經(jīng)嚴(yán)重影響到空氣質(zhì)量與人類安全,對(duì)它們的治理手段一
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]糖類對(duì)SAPO-34分子篩的結(jié)構(gòu)以及MTO性能的影響[J]. 顏?zhàn)咏?汲永鋼,宋華,張永軍,代躍利. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]水蒸氣誘導(dǎo)自組裝制備介-微孔ZSM-5分子篩的研究[J]. 白云,陳新啟,魏曉曉,劉偉麗. 材料導(dǎo)報(bào). 2018(S2)
[3]石家莊市新裝修房屋室內(nèi)空氣污染狀況分析[J]. 劉燕,張珺穜,肖軍,呂曉飛,高忠庭. 住宅產(chǎn)業(yè). 2018(08)
[4]超聲波堿處理改性對(duì)絲光沸石結(jié)構(gòu)、酸性質(zhì)及其催化性能的影響[J]. 韓海波,王有和,李康,劉丹禾,郝代軍,閻子峰. 化工學(xué)報(bào). 2018(07)
[5]臭氧催化氧化脫除低濃度甲醛的新方法(英文)[J]. 朱斌,李小松,孫鵬,劉景林,馬曉媛,朱曉兵,朱愛(ài)民. 催化學(xué)報(bào). 2017(10)
[6]劍麻纖維素合成多級(jí)孔SAPO-11分子篩及其臨氫異構(gòu)化性能[J]. 孫娜,王海彥,李浩,王鈺佳,楊占旭,康蕾. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2018(01)
[7]中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程與展望——兼論中國(guó)住房制度與土地制度的改革變遷[J]. 董昕. 經(jīng)濟(jì)研究參考. 2017(52)
[8]室內(nèi)甲醛污染及其治理措施[J]. 程文好,孫啟志,侯建國(guó). 江西化工. 2017(03)
[9]不同晶粒尺寸H-ZSM-5催化劑上甲醇芳構(gòu)化反應(yīng)性能(英文)[J]. 楊靈志,劉志遠(yuǎn),劉智,彭文永,柳云騏,劉晨光. 催化學(xué)報(bào). 2017(04)
[10]化工產(chǎn)品中對(duì)甲苯磺酸的液相色譜檢測(cè)技術(shù)[J]. 蔣尚玉,陳閩華. 當(dāng)代化工研究. 2016(12)
博士論文
[1]無(wú)溶劑法高溫合成沸石分子篩[D]. 邊超群.浙江大學(xué) 2018
[2]ZSM-5分子篩孔道和結(jié)構(gòu)多級(jí)化的方法及其催化性能研究[D]. 王達(dá)銳.華東師范大學(xué) 2016
[3]基于納米纖維素的超分子復(fù)合材料與雜化材料的研究[D]. 盧麒麟.福建農(nóng)林大學(xué) 2016
[4]多級(jí)孔ZSM-5沸石的孔結(jié)構(gòu)、酸性及其芳香烴芐基化催化反應(yīng)性能研究[D]. 苗海霞.太原理工大學(xué) 2014
[5]光催化氧化技術(shù)降解室內(nèi)甲醛氣體的研究[D]. 齊虹.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
碩士論文
[1]控制甲醛污染的室內(nèi)設(shè)計(jì)研究[D]. 盧順心.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]多級(jí)孔ZSM-5沸石的合成及其催化反應(yīng)性能研究[D]. 李鵬.太原理工大學(xué) 2018
[3]二氧化鈦納米纖維材料的制備及其對(duì)甲醛的光催化降解性能[D]. 寧偉偉.東華大學(xué) 2017
本文編號(hào):3059456
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/hxgylw/3059456.html
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