本文關(guān)鍵詞：高比表面積活性碳材料的制備及其吸附處理VOCs的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：國(guó)內(nèi)外很早就開(kāi)始關(guān)注揮發(fā)性有機(jī)物及其危害,它可以說(shuō)是繼SO、NO和氟里昂之后的又一焦點(diǎn)。工廠里的VOCs污染也很?chē)?yán)重。研究吸附處理VOCs有實(shí)際意義。(1)以聚丙烯腈纖維為原料,二氧化碳或者氫氧化鉀為活化劑,定向刻蝕造孔制備多孔碳。探討預(yù)氧化溫度和時(shí)間、碳化溫度和時(shí)間、活化溫度和時(shí)間、堿碳浸漬比對(duì)多孔碳孔徑分布以及表面官能團(tuán)的影響,并確定最佳組合活化條件。對(duì)比物理合成技術(shù)及化學(xué)合成技術(shù)得到樣品的性質(zhì)。多孔碳的最高比表面積為3400m2/g。向聚丙烯腈纖維加入KNO3加水?dāng)嚢杌旌?干燥之后取2g,在管式爐中設(shè)定程序升至240℃,稱量得到的穩(wěn)定化纖維,取碳?jí)A質(zhì)量比33%,在氮?dú)鈿夥障掠墒覝厣?99℃,多孔碳的最高SBET為3825 m2/g。ACF吸附典型氣態(tài)污染物toluene和n-hexane的速率較大。在不同工況下的吸附表明:提升溫度,吸附量減小;升高VOC濃度和空速,VOC去除飽和時(shí)間變短。采用KOH最高產(chǎn)率是39%,CO2的最高產(chǎn)率是35%。(2)以工業(yè)煤制油瀝青為原料,經(jīng)過(guò)氫氧化鉀活化制備超高比表面積的碳材料,研究制備條件(主要是堿炭比)對(duì)比表面積的影響,最高比表面積為3340 m2/g,此時(shí)得率為20%。研究了瀝青基活性碳制備過(guò)程中各階段樣品的表面官能團(tuán)的演變,FTIR圖譜有利于了解制備過(guò)程的實(shí)質(zhì)變化。分別研究吸附的工況條件對(duì)活性碳吸附醋酸乙酯能力的影響,并確定最優(yōu)條件下制備的活性碳對(duì)醋酸乙酯的最大吸附量為671mg/g。以上單組份動(dòng)態(tài)吸附采用Yoon-Nelson模型擬合度很高,達(dá)到99%,而且吸附量和時(shí)間的關(guān)系采用準(zhǔn)二級(jí)方程和班厄姆方程的擬合度較高。(3)實(shí)驗(yàn)配制一定比例的雙組份混合氣體,比較其在活性碳纖維上的競(jìng)爭(zhēng)性吸附;甲苯與活性碳纖維結(jié)合力強(qiáng)于n-hexane和aceticether;提高vapor含量,對(duì)污染物的去除干擾變得強(qiáng)烈;100℃原位氮?dú)獯祾呙摳奖砻?在45min能夠達(dá)到96%脫附率,60min達(dá)到100%脫附率。且脫附在前10min會(huì)達(dá)到90%。(4)改性聚丙烯腈基活性碳纖維,以三聚氰胺、聚乙二醇2000和尿素為改性劑,研究改性之后的樣品對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的吸附量。
【關(guān)鍵詞】：高比表面積活性碳 揮發(fā)性有機(jī)物 吸附 吸附動(dòng)力學(xué) 改性
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：X701;TQ424.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 前言9-21
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 VOCs的危害及來(lái)源11-12
• 1.3 活性碳對(duì)VOCs的防治研究12-14
• 1.3.1 催化燃燒法12
• 1.3.2 活化光催化氧化法12-13
• 1.3.3 吸附法13-14
• 1.4 活性碳技術(shù)14-17
• 1.4.1 PAN基ACF的制備及吸附特性14-15
• 1.4.2 瀝青基AC的制備及吸附特性15-16
• 1.4.3 吸附的動(dòng)力學(xué)研究16-17
• 1.5 表面官能團(tuán)的改性17-18
• 1.5.1 活性碳的浸漬改性17-18
• 1.5.2 其它改性方法18
• 1.6 研究目的、內(nèi)容和思路18-21
• 1.6.1 研究目的18
• 1.6.2 研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.6.3 技術(shù)設(shè)計(jì)思路及研究意義19-21
• 第2章 PAN基ACF的合成及表征21-44
• 2.1 實(shí)驗(yàn)部分21-22
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器21
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)方法21
• 2.1.3 樣品表征21-22
• 2.2 物理活化樣品的表征22-27
• 2.2.1 優(yōu)化制備條件22-24
• 2.2.2 ACF吸附甲苯的動(dòng)態(tài)穿透曲線24-27
• 2.3 化學(xué)活化樣品的表征27-39
• 2.3.1 PAN基ACF的表征27-30
• 2.3.2 優(yōu)化制備條件30-32
• 2.3.3 預(yù)測(cè)模型及動(dòng)力學(xué)擬合32-39
• 2.3.4 對(duì)甲苯的吸附測(cè)試39
• 2.4 固定床層參數(shù)39-43
• 2.5 小結(jié)43-44
• 第3章 瀝青基AC制備及表征44-63
• 3.1 實(shí)驗(yàn)部分44-45
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器44
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)方法44
• 3.1.3 樣品表征44-45
• 3.2 化學(xué)活化樣品的表征45-60
• 3.2.1 瀝青基AC的表征45-51
• 3.2.2 優(yōu)化制備條件51-55
• 3.2.3 對(duì)醋酸乙酯的去除55-60
• 3.3 吸附行為的深度探討60-61
• 3.4 小結(jié)61-63
• 第4章 ACF吸附兩組份氣體63-70
• 4.1 Toluene和n-hexane的競(jìng)爭(zhēng)63-65
• 4.2 N-hexane和vaper的競(jìng)爭(zhēng)65-67
• 4.3 Toluene和ethylacetate的競(jìng)爭(zhēng)67-68
• 4.4 脫附行為的探討68-69
• 4.5 小結(jié)69-70
• 第5章 ACF的改性70-78
• 5.1 實(shí)驗(yàn)器材與試劑70
• 5.2 改性ACF的制備與表征70-77
• 5.2.1 制備方法與步驟70
• 5.2.2 紅外表征及吸附測(cè)試70
• 5.2.3 吸附測(cè)試結(jié)果與分析70-77
• 5.3 助活化劑77
• 5.4 小結(jié)77-78
• 第6章 結(jié)論與建議78-80
• 6.1 結(jié)論78-79
• 6.2 建議79-80
• 參考文獻(xiàn)80-86
• 致謝86-88
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果88

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：455098