利用生物質(zhì)廢棄物制備炭材料,不僅為廢棄物的分類(lèi)和資源化利用提供新的思路,減少環(huán)境污染,還滿足了對(duì)生物炭等功能性炭材料的巨大需求。利用水熱方法制備生物炭,具有無(wú)需干燥、能耗低、二次污染少、性質(zhì)優(yōu)越等特點(diǎn),因此越來(lái)越受到關(guān)注。本論文以東北地區(qū)來(lái)源豐富的山核桃殼為原材料,采用水熱方法制備了山核桃殼基水熱炭,考察了制備條件對(duì)水熱炭吸附亞甲基藍(lán)和和孔雀石綠兩種堿性染料的影響,之后對(duì)其進(jìn)行硝酸改性,考察改性條件對(duì)炭吸附性能的影響,對(duì)最佳水熱炭和最佳改性炭都進(jìn)行了表征和動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)研究。得到以下結(jié)論:（1）最佳水熱制備條件是:水熱溫度240℃,水熱時(shí)間4h,填充量81%,固液比10%。水熱炭化過(guò)程為富碳、脫水脫羧過(guò)程,半纖維素完全分解而纖維素部分分解,炭的芳香度增加,極性減少,生成了含氧官能團(tuán),比表面積和孔含量均顯著增加。在水熱炭吸附染料過(guò)程中,增加炭投加量和延長(zhǎng)吸附時(shí)間都可以提高染料去除率,通過(guò)擬合,吸附過(guò)程符合二階動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir熱力學(xué)模型。（2）通過(guò)硝酸改性可以大大提高炭對(duì)染料的吸附性能,最佳硝酸改性條件是:硝酸濃度6mol/L,改性時(shí)間15min。硝酸改性雖然使得炭的比表面積和... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 生物炭性質(zhì)
        1.1.1 化學(xué)組分和表面特性
        1.1.2 結(jié)構(gòu)特性
        1.1.3 穩(wěn)定性特性
    1.2 生物炭的環(huán)境效益
        1.2.1 固碳應(yīng)用
        1.2.2 水環(huán)境應(yīng)用
        1.2.3 農(nóng)業(yè)環(huán)境應(yīng)用
    1.3 生物炭制備方法
        1.3.1 干法熱解
        1.3.2 濕法熱解
    1.4 水熱炭研究現(xiàn)狀
        1.4.1 純碳水化合物
        1.4.2 天然生物質(zhì)
    1.5 研究目的及意義
    1.6 研究?jī)?nèi)容
第2章 材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料及試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 山核桃殼基水熱炭的制備
        2.2.2 最佳水熱條件的確定
        2.2.3 最佳制備條件的水熱炭吸附染料實(shí)驗(yàn)
        2.2.4 硝酸改性水熱炭
        2.2.5 最佳改性條件的確定
        2.2.6 最佳硝酸改性條件的改性炭吸附染料實(shí)驗(yàn)
        2.2.7 山核桃殼、最佳水熱炭和最佳改性炭的表征
    2.3 數(shù)據(jù)處理
第3章 結(jié)果與討論
    3.1 最佳水熱條件的確定
        3.1.1 水熱溫度的影響
        3.1.2 水熱時(shí)間的影響
        3.1.3 填充量的影響
        3.1.4 固液比的影響
    3.2 水熱炭表面理化性質(zhì)的表征
        3.2.1 孔性特征
        3.2.2 元素分析
        3.2.3 表面官能團(tuán)分析
    3.3 水熱炭對(duì)堿性染料的吸附性能研究
        3.3.1 水熱炭投加量對(duì)吸附效果的影響
        3.3.2 水熱炭吸附動(dòng)力學(xué)
        3.3.3 水熱炭吸附熱力學(xué)
    3.4 最佳硝酸改性條件的確定
        3.4.1 硝酸濃度對(duì)炭吸附性能的影響
        3.4.2 硝酸改性時(shí)間對(duì)炭吸附性能的影響
    3.5 改性炭表面理化性質(zhì)的表征
        3.5.1 孔性特征
        3.5.2 元素分析
        3.5.3 表面官能團(tuán)分析
    3.6 改性炭對(duì)堿性染料的吸附性能研究
        3.6.1 改性炭投加量對(duì)吸附效果的影響
        3.6.2 改性炭吸附動(dòng)力學(xué)
        3.6.3 改性炭吸附熱力學(xué)
    3.7 三種材料對(duì)染料的吸附效果比較
第4章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及在讀期間科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]施用生物炭對(duì)土壤微生物的影響[J]. 姚玲丹,程廣煥,王麗曉,陳環(huán)宇,樓莉萍.  環(huán)境化學(xué). 2015(04)
[2]玉米秸稈生物炭對(duì)苯胺的吸附[J]. 仇銀燕,張平,李科林,闕勝峰.  化工環(huán)保. 2015(01)
[3]柚子皮生物炭對(duì)Cd2+的吸附性能研究[J]. 梁峰,毛艷麗,劉雪平,陳松濤,閆永勝,邵盼陽(yáng).  化學(xué)試劑. 2015(01)
[4]生物炭對(duì)水中五氯酚的吸附性能研究[J]. 郎印海,劉偉,王慧.  中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2014(08)
[5]中國(guó)農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源發(fā)電潛力評(píng)估[J]. 劉志彬,任愛(ài)勝,高春雨,付偉錚,陳晨.  中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2014(04)
[6]油菜（Brassica campestris L.）秸稈生物炭對(duì)Cr（Ⅵ）的吸附研究[J]. 石夏穎,趙保衛(wèi),馬鋒鋒,張杰西.  蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[7]水熱碳的研究進(jìn)展[J]. 周志偉,張文龍,韓琪勝,馬儒超.  江西化工. 2014(01)
[8]水熱改性棉鈴殼對(duì)水中氟的吸附[J]. 吳娟,崔春月,馬東.  環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2013(09)
[9]我國(guó)城市生活垃圾處理行業(yè)2012年發(fā)展綜述[J]. (Disposal Committee of Urban Domestic Refuse,CAEPI,Beijing 100037,China).  中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2013(03)
[10]水熱炭化餐廚垃圾制備納米鐵/炭復(fù)合材料[J]. 吳倩芳,吳建芝,張付申.  環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2013(02)

碩士論文
[1]生物炭的環(huán)境吸附行為及在土壤重金屬鎘污染治理中的應(yīng)用[D]. 丁華毅.廈門(mén)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3179936