發(fā)布時間：2017-09-02 23:04

  本文關鍵詞：磷酸活化法核桃殼活性炭的結構與性能研究

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【摘要】：活性炭具有巨大的比表面積和發(fā)達的孔隙結構,是一種應用廣泛的吸附材料。它的吸附性能和結構性質與制備工藝有著十分緊密的關系,因此通過改變工藝條件探究提高活性炭性能的方法一直是活性炭研究工作的重點。本文以核桃殼為原料、磷酸為活化劑,通過改變浸漬方式和在活化劑中加入不同的添加劑,研究了負壓與普通靜置的組合浸漬、攪拌與普通靜置的組合浸漬對核桃殼活性炭亞甲基藍吸附值、碘吸附值和機械強度的影響,采用氮氣吸附脫附曲線分析了活性炭的比表面積和孔容孔徑,分析熱解過程以及觀察孔隙形貌。研究表明,在2h的處理時間內(nèi),隨著負壓浸漬與攪拌浸漬時間的延長,核桃殼活性炭的碘吸附值都是先增大后減小,亞甲基藍吸附值的變化規(guī)律則不同,機械強度都有所降低。隨著負壓時間的增加,活性炭的微孔容積先增加后減小、中孔容積逐漸增加、比表面積逐漸增加,在負壓2.0h時分別達到0.5786 ml/g、0.148 ml/g和1210.0m2/g。隨著攪拌時間的增加,活性炭的微孔容積、中孔容積和比表面積都表現(xiàn)出先增加后減小的變化趨勢,在攪拌1.0h時活性炭分別為0.6192 ml/g、0.170 ml/g和1253.5 m2/g。在磷酸溶液中添加正硅酸四乙酯、鈦酸正四丁酯、檸檬酸、檸檬酸鈉、硼酸、糖精對核桃殼進行浸漬處理,所得活性炭的吸附性能和機械強度都有不同程度下降。檸檬酸鈉能提高活性炭的中孔含量和比表面積,硼酸使活性炭中孔含量增多、微孔含量減少,糖精使活性炭的微孔和中孔含量都減少。不同浸漬處理方式對核桃殼熱解過程的影響不明顯,而在磷酸浸漬液中加入不同添加劑后,核桃殼熱解過程的變化主要體現(xiàn)在熱解失水階段。核桃殼活性炭的孔結構是由胞狀炭體以及炭體壁上不同程度分布的孔洞組成,不同浸漬方式和在活化劑中加入添加劑不會改變核桃殼活性炭的微觀形貌。
【關鍵詞】：活性炭 磷酸活化法 浸漬方式 添加劑
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ424.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-24
• 1.1 背景及應用9-11
• 1.1.1 研究現(xiàn)狀及應用9-10
• 1.1.2 研究背景及意義10-11
• 1.2 活性炭的性質11-13
• 1.2.1 孔結構11-12
• 1.2.2 表面官能團12-13
• 1.3 活性炭的表征13-17
• 1.3.1 吸附性能13-15
• 1.3.2 比表面積15
• 1.3.3 孔容積與孔徑15-16
• 1.3.4 其他檢測表征方法16-17
• 1.4 活性炭的制備17-22
• 1.4.1 制備原理17
• 1.4.2 主要制備方法17-22
• 1.5 選題依據(jù)及研究內(nèi)容22-24
• 1.5.1 選題依據(jù)及目的22-23
• 1.5.2 研究內(nèi)容及方法23-24
• 第二章 實驗材料及方法24-30
• 2.1 實驗用品24
• 2.2 主要儀器和設備24-25
• 2.3 磷酸法核桃殼活性炭的制備25-26
• 2.3.1 制備流程25-26
• 2.3.2 制備過程的調(diào)節(jié)方法26
• 2.4 活性炭性能的表征26-30
• 2.4.1 亞甲基藍吸附值26-27
• 2.4.2 碘吸附值27-28
• 2.4.3 強度測定28
• 2.4.4 熱重分析28
• 2.4.5 氮氣吸附脫附曲線分析28-29
• 2.4.6 X射線衍射分析29
• 2.4.7 微觀結構分析29-30
• 第三章 浸漬方式對活性炭性能的影響30-46
• 3.1 浸漬方式對活性炭的影響30-36
• 3.1.1 吸附性能30-32
• 3.1.2 機械強度32-36
• 3.2 孔結構分析36-42
• 3.2.1 比表面積和孔結構參數(shù)36-39
• 3.2.2 孔徑分布39-40
• 3.2.3 孔隙形貌40-42
• 3.3 熱解過程42-45
• 3.3.1 核桃殼原料42-43
• 3.3.2 普通浸漬43-44
• 3.3.3 負壓浸漬與攪拌浸漬44-45
• 3.4 本章小結45-46
• 第四章 添加劑對活性炭性能和結構的影響46-60
• 4.1 添加劑對活性炭性能的影響46-49
• 4.1.1 吸附性能46-48
• 4.1.2 機械強度48-49
• 4.2 N_2等溫吸附脫附曲線49-55
• 4.2.1 比表面積和孔結構參數(shù)49-51
• 4.2.2 孔徑分布51-53
• 4.2.3 孔隙形貌53-55
• 4.3 添加劑對活性炭微晶形成的影響55-57
• 4.3.1 X射線衍射55-56
• 4.3.2 微晶參數(shù)56-57
• 4.4 熱解過程57-59
• 4.5 本章小結59-60
• 第五章 結論60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻62-67
• 研究生期間發(fā)表的學術成果67

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