富氮活性炭由于其豐富的表面官能團、高比表面積、優(yōu)良的導電性、低成本和環(huán)境友好性等優(yōu)點,在儲能轉化、氣體吸附、水凈化和催化劑載體等領域受到了廣泛的關注。富氮生物質中具有大量的含氮化合物是制備富氮活性炭的優(yōu)良前體。以富氮生物質為碳源制備活性炭能夠實現(xiàn)資源的有效利用,提高生物質的附加價值,減少因直接焚燒生物質廢棄物造成的環(huán)境污染問題,具有節(jié)能、增值、環(huán)保等特點。本論文以煙柴桿和咖啡渣為原料,通過預碳化、KOH活化的方法來制備富氮活性炭,并對活性炭的微觀結構、石墨化程度、元素含量及其應用領域進行研究。1、以煙柴桿為原料,通過KOH活化后制備了富氮活性炭(TACs)。研究了活化溫度、活化劑用量對富氮活性炭孔結構和表面氮含量的影響。結果表明,TACs-3-800具有較高的比表面積(S_BET=2938 m²·g^-1)、較大的孔體積(V_total=1.60 cm³·g^-1)和豐富的氮含量(1.34%)。并將TACs作為一種無金屬催化劑應用于催化水合肼還原硝基芳烴的反應中,...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 生物質及其衍生的碳材料
        1.2.1 生物質簡介
        1.2.2 生物質衍生的活性炭
        1.2.3 生物質炭的活化
        1.2.4 富氮活性炭
    1.3 富氮活性炭的應用領域
        1.3.1 富氮活性炭在無金屬催化中的應用
        1.3.2 富氮活性炭在CO₂吸附中的應用
        1.3.3 富氮活性炭在超級電容器中的應用
    1.4 本課題的意義和主要研究內容
第二章 實驗方法
    2.1 化學原料與試劑
    2.2 實驗儀器及設備
    2.3 材料的制備方法
        2.3.1 煙柴桿衍生的富氮活性炭(TACs)的制備
        2.3.2 咖啡渣衍生的富氮活性炭(CACs)的制備
    2.4 材料的表征與分析
    2.5 富氮活性炭作為無金屬催化劑催化還原硝基苯
        2.5.1 催化水合肼還原硝基苯實驗
        2.5.2 產(chǎn)物定性分析
        2.5.3 產(chǎn)物定量分析
        2.5.4 還原硝基苯反應中的計算
    2.6 富氮活性炭作為吸附劑選擇性吸附CO2

        2.6.1 CO₂吸附實驗
        2.6.2 CO₂吸附中的計算
    2.7 富氮活性炭催化CO₂和環(huán)氧氯丙烷的環(huán)加成
        2.7.1 CO₂和環(huán)氧氯丙烷的環(huán)加成
        2.7.2 產(chǎn)物定性分析
        2.7.3 產(chǎn)物定量分析
        2.7.4 CO₂和環(huán)氧氯丙烷的環(huán)加成反應中的計算
第三章 煙柴桿衍生的富氮活性炭及其性能研究
    3.1 前言
    3.2 煙柴桿衍生的富氮活性炭的表征
        3.2.1 TACs的晶相特征結構
        3.2.2 TACs的形貌特征
        3.2.3 TACs的表面元素特征
    3.3 煙柴桿衍生的富氮活性炭催化還原硝基苯性能的研究
        3.3.1 TACs催化水合肼還原硝基苯條件優(yōu)化
        3.3.2 TACs孔隙對催化性能的影響
        3.3.3 TACs催化硝基苯還原中活性中心的研究
        3.3.4 不同取代基對硝基還原性能的影響
        3.3.5 催化劑的回用
        3.3.6 不同催化劑催化活性對比
    3.4 小結
第四章 咖啡渣衍生的富氮活性炭及其性能的研究
    4.1 前言
    4.2 咖啡渣衍生的富氮活性炭的表征
        4.2.1 CACs的晶相表征
        4.2.2 CACs的形貌表征
        4.2.3 CACs的表面元素表征
    4.3 咖啡渣衍生的富氮活性炭吸附CO₂性能的研究
        4.3.1 活化比例對CACs的CO₂吸附性能的影響
        4.3.2 CACs的孔隙結構對CO₂吸附性能的影響
        4.3.3 吸附選擇性
        4.3.4 等溫吸附熱
        4.3.5 CO₂和環(huán)氧氯丙烷的環(huán)加成
        4.3.6 CACs-2-800的CO₂吸附的回用性能
    4.4 與TACs的CO₂吸附性能對比
    4.5 小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間所取得的相關科研成果
致謝



本文編號：3970968

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