本研究以生物質(zhì)資源-蘆竹為原料,焦磷酸為活化劑制備活性炭。首先優(yōu)化了常規(guī)加熱和微波加熱下活性炭的制備條件,明確了兩種加熱方式下制備活性炭的最佳參數(shù),對比研究了常規(guī)加熱和微波加熱下兩種活性炭的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)和吸附行為,然后結(jié)合吸附質(zhì)的特點,對活性炭進行無機和有機改性,調(diào)控其孔徑結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì),增加對目標污染物的親和性,提高吸附效果。采用掃描電子顯微鏡（SEM）、比表面測定儀、傅里葉紅外光譜儀（FT-IR）.X-射線衍射儀（XRD）和X-射線光電子能譜（XPS）分析等現(xiàn)代分析手段對蘆竹活性炭的結(jié)構(gòu)形貌、比表面積和孔徑、表面官能團和元素含量等性質(zhì)進行分析表征,采用靜態(tài)實驗方法,在不同的pH、溫度、投加量、時間和其它共存離子條件下,考察蘆竹活性炭對水體中污染物的吸附性能,結(jié)合上述性質(zhì)分析和表征結(jié)果,研究蘆竹活性炭與吸附質(zhì)之間的構(gòu)效關(guān)系,并明確吸附機理。本研究對于蘆竹的資源化利用及蘆竹活性炭應(yīng)用于不同性質(zhì)廢水的處理提供理論指導(dǎo)。選擇蘆竹為原料,焦磷酸為活化劑,普通加熱法制備活性炭。通過單因素實驗考察了劑料比、浸漬時間和活化溫度對活性炭產(chǎn)品得率、比表面積和孔容的影響,篩選出制備活性炭的最優(yōu)... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：197 頁

【學(xué)位級別】：博士

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目錄
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摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 本文的研究背景、研究目的和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的和意義
    1.2 本文所要解決昀關(guān)鍵問題、主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新之處
        1.2.1 研究所要解決的關(guān)鍵問題
        1.2.2 研究的主要內(nèi)容
        1.2.3 研究的創(chuàng)新點
第二章 文獻綜述
    2.1 活性炭的基本特征
        2.1.1 物理結(jié)構(gòu)
        2.1.2 表面化學(xué)性質(zhì)
        2.1.3 一般吸附特性
    2.2 活性炭的制備
        2.2.1 制備原料
        2.2.2 活化方法
        2.2.3 加熱方法
    2.3 活性炭性質(zhì)調(diào)控技術(shù)研究進展
        2.3.1 活性炭孔結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)
        2.3.2 表面氧化改性技術(shù)
        2.3.3 表面還原改性
        2.3.4 負載物質(zhì)改性技術(shù)
        2.3.5 低溫等離子體改性技術(shù)
        2.3.6 其他改性方法
    2.4 蘆竹資源的利用現(xiàn)狀
第三章 實驗材料和方法
    3.1 實驗材料
        3.1.1 實驗原料
        3.1.2 試驗器材
    3.2 蘆竹活性炭的制備
        3.2.1 蘆竹基本性質(zhì)的測定
        3.2.2 蘆竹活性炭的制備工藝
    3.3 蘆竹活性炭的表征
        3.3.1 活性炭得率計算
        3.3.2 表面形貌觀察
        3.3.3 比表面積和孔徑分布
        3.3.4 紅外光譜分析
        3.3.5 表面酸性含氧官能團含量測定
        3.3.6 表面等電點的測定
        3.3.7 活性炭Zeta電位的測定
        3.3.8 X射線衍射分析
        3.3.9 X射線光電子能譜分析
    3.4 吸附試驗方法
        3.4.1 模擬廢水的配制及標準曲線的繪制
        3.4.2 蘆竹活性炭對廢水的吸附研究
        3.4.3 吸附動力學(xué)模型理論和數(shù)值模擬
        3.4.4 吸附熱力學(xué)模型理論和數(shù)值模擬
第四章 常規(guī)加熱法制備蘆竹炭的工藝優(yōu)化
    4.1 蘆竹的化學(xué)性質(zhì)
        4.1.1 蘆竹的工業(yè)分析
        4.1.2 蘆竹的熱重分析
    4.2 蘆竹活性炭制備條件對比表面積和孔容的影響
        4.2.1 浸漬時間對比表面積和孔容的影響
        4.2.2 劑料比對比表面積和孔容的影響
        4.2.3 活化溫度對比表面積和孔容的影響
    4.3 蘆竹活性炭的表征
        4.3.1 活性炭的表面形態(tài)
        4.3.2 活性炭的孔徑結(jié)構(gòu)
        4.3.3 活性炭XPS分析
        4.3.4 活性炭對土霉素的吸附性能研究
        4.3.5 各種吸附劑對土霉素的吸附性能比較
    4.4 小結(jié)
第五章 微波加熱法制備蘆竹炭的工藝優(yōu)化
    5.1 微波活性炭的制備
    5.2 微波加熱法制備條件對比表面積和孔容的影響
        5.2.1 輻射功率對表面積和孔容的影響
        5.2.2 輻射時間對比表面積和孔容的影響
        5.2.3 劑料比對比表面積和孔容的影響
    5.3 蘆竹活性炭的表征
        5.3.1 活性炭的表面形態(tài)
        5.3.2 活性炭的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)
        5.3.3 活性炭表面澤塔電位
    5.4 小結(jié)
第六章 兩種加熱方法制備蘆竹炭吸附性能的比較
    6.1 兩種活性炭的制備
    6.2 結(jié)果與討論
        6.2.1 氮氣吸附脫附實驗
        6.2.2 表面官能團和等電荷點分析
        6.2.3 XRD分析
        6.2.4 溶液pH值對吸附效果的影響
        6.2.5 吸附時間對吸附效果的影響
        6.2.6 吸附動力學(xué)研究
        6.2.7 吸附等溫線研究
        6.2.8 吸附熱力學(xué)研究
        6.2.9 金屬離子對CIP吸附效果的影響
    6.3 小結(jié)
第七章 鹽類輔助活化蘆竹炭的性質(zhì)及吸附Cr(Ⅵ)行為研究
    7.1 鹽類輔助活化活性炭的制備
    7.2 結(jié)果與討論
        7.2.1 活性炭物理結(jié)構(gòu)分析
        7.2.2 貝姆滴定結(jié)果
        7.2.3 XRD分析
        7.2.4 溶液pH值對吸附效果的影響
        7.2.5 吸附時間對吸附效果的影響
        7.2.6 吸附動力學(xué)研究
        7.2.7 吸附等溫線研究
        7.2.8 共存離子對吸附的影響
        7.2.9 吸附機理研究
    7.3 小結(jié)
第八章 有機改性蘆竹炭的表面改性及吸附行為研究
    8.1 有機改性活性炭的制備
    8.2 結(jié)果與討論
        8.2.1 表面形貌分析
        8.2.2 比表面積分析
        8.2.3 溶液pH值對吸附效果的影響
        8.2.4 吸附時間對吸附效果的影響
        8.2.5 吸附等溫線
        8.2.6 吸附機理研究
    8.3 小結(jié)
第九章 結(jié)論與展望
    9.1 研究結(jié)論
    9.2 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表文章目錄
攻讀博士學(xué)位期間申請專利目錄
攻讀博士學(xué)位期間獲得的獎勵
附錄一 Comparison of activated carbons from Arundo donax Linn with H_3PO_4 activation byconventional and microwave heating methods
附錄二 Enhanced adsorption of chromium onto activated carbon by microwave-assisted H_3PO_4 mixedwith Fe/AI/Mn activation
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3445769