發(fā)布時(shí)間：2022-12-11 00:27

　　活性炭是一類以碳元素為主的無機(jī)多孔材料,由石墨微晶為基礎(chǔ)的無定型結(jié)構(gòu)碳組成�；钚蕴恳蚓哂胸S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... 

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：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
[1]煤基活性炭超級電容器的原料優(yōu)化及工藝探討[J]. 楊森,楊紹斌,李陽,董偉,萬世鵬.  硅酸鹽通報(bào). 2018(04)
[2]常規(guī)-非常規(guī)天然氣理論、技術(shù)及前景[J]. 鄒才能,楊智,何東博,位云生,李劍,賈愛林,陳建軍,趙群,李易隆,李君,楊慎.  石油勘探與開發(fā). 2018(04)
[3]葡萄糖基多孔碳材料對CO2/CH4的分離性能[J]. 王麗,王興杰,李浩,陳永偉,李忠.  化工學(xué)報(bào). 2018(02)
[4]淀粉基多孔碳材料的制備及其吸附CO2/CH4性能[J]. 陳敏玲,王興杰,肖靜,夏啟斌,李忠.  化工學(xué)報(bào). 2018(01)
[5]多孔生物質(zhì)碳材料的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 王曉丹,馬洪芳,劉志寶,陳張豪,劉鑫鑫.  功能材料. 2017(07)
[6]改性介孔碳和活性炭在廢水吸附實(shí)驗(yàn)中的對比研究[J]. 劉芳,張雙,李佳蔓,趙朝成,王永強(qiáng),劉春爽,孫娟,劉其友.  實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2017(07)
[7]物理化學(xué)兩步活化法制備煤基活性炭電極材料[J]. 岳曉明,吳雅俊,張雙全,朱俊生,袁翠翠,戴斯星.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[8]玉米芯活性炭的制備及性能研究[J]. 郭云海,李軍,金央,馮冬婭,張宇強(qiáng),李星.  無機(jī)鹽工業(yè). 2017(07)
[9]褐煤基活性炭和無灰煤基活性炭性能對比研究[J]. 樊麗華,王曉柳,侯彩霞,孔碧華,梁英華.  功能材料. 2017(01)
[10]活性炭制備技術(shù)及應(yīng)用研究綜述[J]. 蔣劍春,孫康.  林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè). 2017(01)



本文編號：3717799