小麥、玉米、高粱作為我國(guó)廣泛分布的三種糧食作物,其副產(chǎn)物秸稈一直未得到充分利用。將秸稈制備為活性炭并應(yīng)用于食品加工,利用制炭過程液體產(chǎn)物中的木醋液的抑菌性制備食品添加劑“熏液”,不僅與食品科學(xué)相結(jié)合,符合國(guó)家方針政策,同時(shí)能提高其利用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文以小麥、玉米、高粱秸稈為研究對(duì)象,從分析水熱-熱解法制炭過程中的熱重及動(dòng)力學(xué)特性出發(fā),采用水熱協(xié)同超聲-熱解法制備活性炭。對(duì)其進(jìn)行表征并分析制備原理后,提出基于機(jī)器學(xué)習(xí)的活性炭吸附性能預(yù)測(cè)模型并進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)可控制備。隨后與食品科學(xué)相結(jié)合,首先將制備的活性炭應(yīng)用于低度白酒的除濁,其次分析了3種秸稈制炭過程的液體產(chǎn)物中可用于食品工業(yè)的組分,最后對(duì)液體產(chǎn)物中的木醋液進(jìn)行精制并分析其成分及抑菌作用。結(jié)果表明:秸稈在水熱-熱解法制炭過程中表現(xiàn)出類似的特性,秸稈經(jīng)水熱炭化后熱解特性指數(shù)D改善,活化能升高。水熱溫度升高時(shí),D相應(yīng)減小,活化能升高。水熱時(shí)間延長(zhǎng)使D減小,活化能減小,反應(yīng)轉(zhuǎn)折點(diǎn)滯后。將水熱碳化與超聲輔助浸漬-熱解法相結(jié)合,采用Zn Cl2和H3PO4作為催化劑進(jìn)行協(xié)同活化,用于制備秸稈活性炭是可行的。水熱活性炭的最佳制備條件為水熱溫度225... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：160 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

水熱反應(yīng)釜裝置

合肥工業(yè)大學(xué)博士研究生學(xué)位論文44圖4.1不同制備方法的小麥秸稈活性炭SEM圖Fig.4.1MicrographsofwheatstrawACunderdifferenttreatments圖4.1（a）顯示未處理的WS的表面是光滑的并且無明顯的孔隙結(jié)構(gòu)。圖4.1（b），4.1（c）和4.1（d）顯示秸稈活性炭表面主要形成小于10nm的中孔。圖10（b）是WSHC的SEM圖。與WS相比，WSHC表面存在一定的褶皺和孔隙結(jié)構(gòu)，表明水熱碳化后WS的比表面積增大，但仍保有較為完整的表面結(jié)構(gòu)。圖10（c）是WSPC的SEM圖。與WS和WSHC相比，WSPC表面具有豐富的孔結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)了許多褶皺，表面結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，表明熱解比水熱碳化對(duì)秸稈的作用更充分，更多的塊分層表明仍有活化空間。圖10（d）是WSHUPC的SEM圖。與WS，WSHC和WSPC相比，其表面結(jié)構(gòu)已被完全破壞，形成豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，大規(guī)模分層結(jié)構(gòu)的消失表明它比WSPC活化更充分。其表面已經(jīng)生成一些直徑為10nm的中孔，表明部分表面結(jié)構(gòu)的過度侵蝕。(a)10nm4.1(a)WS(b)10nm4.1(b)WSHC(c)10nm4.1(c)WSPC10nm(d)4.1(d)WSHUPC

合肥工業(yè)大學(xué)博士研究生學(xué)位論文44圖4.1不同制備方法的小麥秸稈活性炭SEM圖Fig.4.1MicrographsofwheatstrawACunderdifferenttreatments圖4.1（a）顯示未處理的WS的表面是光滑的并且無明顯的孔隙結(jié)構(gòu)。圖4.1（b），4.1（c）和4.1（d）顯示秸稈活性炭表面主要形成小于10nm的中孔。圖10（b）是WSHC的SEM圖。與WS相比，WSHC表面存在一定的褶皺和孔隙結(jié)構(gòu)，表明水熱碳化后WS的比表面積增大，但仍保有較為完整的表面結(jié)構(gòu)。圖10（c）是WSPC的SEM圖。與WS和WSHC相比，WSPC表面具有豐富的孔結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)了許多褶皺，表面結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，表明熱解比水熱碳化對(duì)秸稈的作用更充分，更多的塊分層表明仍有活化空間。圖10（d）是WSHUPC的SEM圖。與WS，WSHC和WSPC相比，其表面結(jié)構(gòu)已被完全破壞，形成豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，大規(guī)模分層結(jié)構(gòu)的消失表明它比WSPC活化更充分。其表面已經(jīng)生成一些直徑為10nm的中孔，表明部分表面結(jié)構(gòu)的過度侵蝕。(a)10nm4.1(a)WS(b)10nm4.1(b)WSHC(c)10nm4.1(c)WSPC10nm(d)4.1(d)WSHUPC

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]城市生活垃圾熱解燃燒特性及其并流條件下焚燒實(shí)驗(yàn)研究[D]. 趙巍.東北大學(xué) 2012
[3]錐形件智能化拉深仿真系統(tǒng)的研究[D]. 楊嵩.燕山大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3209456