活性炭是一類以碳元素為主的無(wú)機(jī)多孔材料,由石墨微晶為基礎(chǔ)的無(wú)定型結(jié)構(gòu)碳組成。活性炭因具有豐富的含氧官能團(tuán),高比表面積和微孔含量,可調(diào)孔徑和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)而廣泛的應(yīng)用于氣體吸附方面。由于煤層氣中CH₄和N₂因物理化學(xué)性質(zhì)相似,二者的分離一直是氣體吸附領(lǐng)域的難點(diǎn)。制備具有高效CH₄/N₂吸附分離性能的吸附劑是解決這一問題的關(guān)鍵。本文采用化學(xué)活化法,以瀝青為主要碳源,摻入山楂樹枝、聚丙烯酰胺和三聚氰胺以調(diào)節(jié)瀝青基活性炭的孔結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì),進(jìn)而提高其CH₄/N₂吸附分離性能。系統(tǒng)考察了碳源組成、活化溫度及碳源與活化劑的比例對(duì)瀝青基活性炭孔結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)及CH₄/N₂吸附分離性能的影響。采用紅外光譜、元素分析、掃描電鏡、273 K-CO₂吸附及77 K氮?dú)馕?脫附等表征手段表征活性炭的表面性質(zhì)和孔結(jié)構(gòu)。具體內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）以瀝青為碳源,KOH為活化劑,采用化學(xué)活化法制備瀝青基活性炭,通過研究瀝... 

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 選題背景及意義
    1.2 活性炭
    1.3 活性炭的原料
        1.3.1 礦物類碳源
        1.3.2 植物類碳源
        1.3.3 有機(jī)類碳源
    1.4 活性炭的制備方法
        1.4.1 物理活化法
        1.4.2 化學(xué)活化法
        1.4.3 物理-化學(xué)活化法
    1.5 活性炭的應(yīng)用
        1.5.1 活性炭在催化方面的應(yīng)用
        1.5.2 活性炭在電容器方面的應(yīng)用
        1.5.3 活性炭在吸附方面的應(yīng)用
    1.6 研究目的及內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料及試劑
        2.1.1 原料
        2.1.2 主要試劑
    2.2 活性炭的制備
    2.3 表征方法
        2.3.1 元素測(cè)定表征
        2.3.2 孔結(jié)構(gòu)表征
        2.3.3 掃描電子顯微鏡表征
        2.3.4 紅外光譜(FTIR)表征
    2.4 CH_4和N_2吸附等溫線的測(cè)定
    2.5 吸附熱計(jì)算
第三章 瀝青基活性炭的制備
    3.1 活化劑用量的影響
        3.1.1 掃描電子顯微鏡表征
        3.1.2 77K下氮?dú)馕?脫附表征
        3.1.3 273K-CO_2吸附表征
        3.1.4 CH_4和N_2吸附分離性能研究
    3.2 不同活化溫度的影響
        3.2.1 X射線衍射表征(XRD)
        3.2.2 掃描電子顯微鏡表征
        3.2.3 77K下氮?dú)馕?脫附表征
        3.2.4 273K-CO_2吸附表征
        3.2.5 紅外光譜(FTIR)表征
        3.2.6 CH_4和N_2吸附分離性能研究
        3.2.7 吸附熱計(jì)算
        3.2.8 脫附性能研究
    3.3 本章小結(jié)
第四章 瀝青摻入植物碳源活性炭的制備
    4.1 不同碳源種類的影響
        4.1.1 玉米芯和瀝青為碳源制備活性炭
        4.1.2 山楂樹枝和瀝青為碳源
    4.2 山楂樹枝含量的影響
        4.2.1 孔結(jié)構(gòu)表征
        4.2.2 CH_4和N_2吸附分離性能研究
    4.3 瀝青摻入山楂樹枝活性炭與單一活性炭的對(duì)比
        4.3.1 掃描電子顯微鏡表征
        4.3.2 77K下氮?dú)馕?脫附表征
        4.3.3 273K-CO_2吸附表征
        4.3.4 紅外光譜(FTIR)表征
        4.3.5 CH_4和N_2吸附分離性能研究
        4.3.6 脫附性能研究
    4.4 小結(jié)
第五章 瀝青摻入有機(jī)碳源活性炭的制備
    5.1 不同活化劑用量的影響
    5.2 不同活化溫度的影響
        5.2.1 掃描電子顯微鏡表征
        5.2.2 77K下氮?dú)馕?脫附表征
        5.2.3 273K-CO_2吸附表征
        5.2.4 紅外光譜(FTIR)表征
        5.2.5 CH_4和N_2吸附分離性能研究
    5.3 瀝青與有機(jī)碳源制備活性炭
        5.3.1 273K-CO_2吸附表征
        5.3.2 紅外光譜(FTIR)表征
        5.3.3 CH_4和N_2吸附分離性能研究
        5.3.4 脫附性能研究
    5.4 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間學(xué)術(shù)成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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