收藏本站
《北京科技大学》 2019年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

锯末热解同步还原大洋锰结核及焦油制备碳量子点的研究

邓祥意  
【摘要】:大洋锰结核富含陆地紧缺的铜、钴、镍、锰、铁等金属资源,是支撑未来工业发展重要的深海金属储备资源。本论文利用锯末热解产物还原大洋锰结核中MnO2,酸浸提取锰及赋存于MnO2中的铜、钴、镍元素有价金属;同时以锯末热解焦油为碳前驱体合成碳量子点材料,快速精准检测多金属离子浸出液中铁、铜金属元素含量,为大洋锰结核多金属提取及快速评估提供有效方法。主要研究结果如下:较传统还原剂无烟煤,锯末在较低温度下热解生成还原性挥发分CO将大洋锰结核中MnO2还原,该过程受未反应收缩核化学界面控制,其表观活化能为45.5 kJ·mol-1;基于热重分析建立了还原率与温度间的不等温动力学方程,揭示锯末热解同步还原大洋锰结核历程。经优化,在大洋锰结核粒度-0.55 mm,惰性气体流速小于0.75L.min-1,锯末用量10%,还原温度500℃,还原时间10 min条件下,大洋锰结核锰还原率达96.1%。.以锯末热解同步还原大洋锰结核过程中产生的副产物焦油为碳前驱体,分别采用气相(AT-CQDs)、固相(ST-CQDs)、液相(LT-CQDs)模板法制备碳量子点材料,通过调节碳量子点合成空间,实现了碳量子点尺寸控制,AT-CQDs、ST-CQDs 和 LT-CQDs 平均粒径分别为 6.8nm、5.9nm 和 4.3nm,均存在明显石墨晶格结构,表面丰富的极性官能团使其具备较好分散性,功能化修饰可显著增强碳量子点发光性能,较其他碳前驱体,焦油制备的碳量子点荧光产率较高,使其成为合成碳量子点的理想原料。氮掺杂碳量子点(N-CQDs)与多离子体系中Fe3+选择性地发生荧光猝灭,强酸体系中N-CQDs荧光猝灭程度与Fe3+浓度保持线性关系,Fe3+检测范围为0.23~600 μmol/L,弱酸体系中N-CQDs荧光猝灭程度对数与Fe3+浓度呈指数关系,Fe3+检测范围为0.08~1400μmol/L,弱酸性体系中Fe3+检测具备更高的检测范围和灵敏性;PEI修饰碳量子点(PEI-CQDs)与液相中多离子体系中Cu2+选择性地发生荧光猝灭,其荧光猝灭程度与Cu2+浓度呈线性关系,Cu2+检测范围为0.08~400 μmol/L;N-CQDs和PEI-CQDs可准确快速检测多金属体系中Fe3+和Cu2+,基于大洋锰结核中铜与锰、钴、镍的同步浸出特性,建立了大洋锰结核中多金属浸出快速评估方法。
【学位授予单位】:北京科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:O613.71;TB383.1

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓小燕;李佳渝;谭克俊;;基于碳量子点荧光分光光度法检测叶酸[J];分析化学;2014年04期
2 任禾;;深海锰结核[J];中国经济和信息化;2013年15期
3 孙维义;苏仕军;丁桑岚;蒋文举;徐莹;;软锰矿浆烟气同步脱硫脱硝尾液中连二硫酸锰分解特性的研究[J];四川大学学报(工程科学版);2011年03期
4 徐頔;朱国才;池汝安;赵玉娜;袁硕;;高磷赤铁矿生物质磁化脱磷焙烧—磁选试验研究[J];金属矿山;2010年05期
5 黄齐茂;王春平;徐旺生;潘志权;;木屑还原浸出低品位软锰矿制备硫酸锰工艺研究[J];无机盐工业;2010年02期
6 张存兰;;生物质燃烧气化焦油成分分析研究[J];化学分析计量;2009年06期
7 胡大千;初凤友;姚杰;;中太平洋富钴锰结壳水羟锰矿研究[J];吉林大学学报(地球科学版);2009年04期
8 汪永斌;朱国才;池汝安;赵玉娜;程卓;;生物质还原磁化褐铁矿的实验研究[J];过程工程学报;2009年03期
9 徐衣显;刘晓;王伟;;我国生物质废物污染现状与资源化发展趋势[J];再生资源与循环经济;2008年05期
10 邓益强;乐志文;;软锰矿无煤还原制备硫酸锰新工艺研究[J];广西轻工业;2007年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李敏;生物质基碳量子点的制备修饰及在铜离子检测的应用[D];东华大学;2017年
2 降文萍;煤热解动力学及其挥发分析出规律的研究[D];太原理工大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杜全周;;新型酸性离子液体水解纤维素制备荧光碳点的研究[J];新乡学院学报;2015年12期
2 马华菊;卢友志;陈东莲;明宪权;李维健;袁爱群;韦冬萍;韦诗晴;;乳酸还原浸出低品位软锰矿[J];过程工程学报;2015年06期
3 程飞飞;管俊芳;张帆;李小帆;;锰矿化学选矿的研究现状[J];中国锰业;2015年04期
4 黄冬波;宗燕兵;邓振强;刘莲凤;李彦辉;王俊;刘晓明;;鲕状赤铁矿生物质低温磁化焙烧[J];工程科学学报;2015年10期
5 韩宏亮;苑鹏;段东平;李大伟;;生物质用于转底炉直接还原工艺研究[J];重庆大学学报;2015年05期
6 卢友志;马华菊;陈东莲;明宪权;李维健;袁爱群;韦冬萍;唐雅芳;;甲醛和铁粉协同还原浸出低品位氧化锰矿[J];有色金属(冶炼部分);2015年10期
7 陈伟鹏;谢智辉;张欢;赵增武;武文斐;;内配废塑料对含碳球团直接还原的影响[J];钢铁研究学报;2015年10期
8 王政;闫丽;王光辉;张邦胜;赵磊;林江顺;;葡萄糖还原浸出低品位钴土矿工艺及动力学研究[J];中国资源综合利用;2015年08期
9 刘陟娜;张新元;许虹;王秋舒;陈梅;;境外锰矿资源分布现状与中资企业勘查开发建议[J];中国矿业;2015年08期
10 王政;闫丽;王光辉;张邦胜;林江顺;;亚甲基蓝还原浸出低品位钴土矿[J];有色金属(冶炼部分);2015年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王康;神东煤热解挥发分通过半焦层的二次反应研究[D];西北大学;2018年
2 郝五兴;褐煤热解半焦特性及其加氢气化反应研究[D];太原理工大学;2018年
3 杨诚;神府煤的溶剂萃取及其模型化合物的热解特性研究[D];安徽工业大学;2017年
4 杨海军;煤热解及与电路板掺混燃烧特性的研究[D];华北电力大学;2017年
5 马丽;依兰第三煤矿煤的生烃热演化实验研究[D];中国矿业大学;2017年
6 王朝鹏;低阶煤热解动力学及热解半焦特性研究[D];太原理工大学;2017年
7 张强;污泥热解气化及燃烧特性研究[D];华北电力大学;2017年
8 王宁梓;加压滴管炉煤热解实验研究[D];中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所);2017年
9 黄亚琴;低阶煤的分级萃取及其各级萃取物和萃余煤的热解行为研究[D];安徽工业大学;2016年
10 廖厚琪;不同金属盐及金属氧化物催化剂对煤热解性能影响的研究[D];武汉工程大学;2016年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周福林;宋少飞;弓巧娟;张稳婵;王天娇;;蔬菜中叶酸的催化氧化荧光法测定[J];分析测试学报;2010年03期
2 朱德庆;翟勇;潘建;崔瑜;唐艳云;徐栋梁;;煤基直接还原—磁选超微细贫赤铁矿新工艺[J];中南大学学报(自然科学版);2008年06期
3 李同庆;;低品位软锰矿还原工艺技术与研究进展[J];中国锰业;2008年02期
4 何姜毅;周平;庄故章;杜景红;;某高磷铁矿提质降磷工艺研究[J];矿业工程;2008年02期
5 李广涛;张宗华;张昱;王雅静;;四川某高磷鲕状赤褐铁矿石选矿试验研究[J];金属矿山;2008年04期
6 李广涛;张宗华;张昱;王雅静;;某高磷鲕状赤褐铁矿的焙烧-磁选试验研究[J];矿业快报;2008年01期
7 粟海锋;孙英云;文衍宣;童张法;裴锐南;薛敏华;;废糖蜜还原浸出低品位软锰矿[J];过程工程学报;2007年06期
8 邓益强;乐志文;;软锰矿无煤还原制备硫酸锰新工艺研究[J];广西轻工业;2007年10期
9 罗立群;乐毅;;难选铁物料磁化焙烧技术的研究与发展[J];中国矿业;2007年03期
10 王素兰;;生物质气化副产物焦油及其馏分的热重分析[J];安徽农业科学;2007年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 史燕妮;核桃壳基碳量子点的荧光特性及其在MG-63细胞中的成像研究[D];东华大学;2016年
2 王光学;栗壳基生物质炭材料的制备及结构性能演变[D];东华大学;2011年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵辰;张哲娟;郭俊;胡强;孙卓;朴贤卿;;量子点材料的制备及应用研究进展[J];人工晶体学报;2018年12期
2 一丁;;三星助推量子点电视普及[J];电器;2017年12期
3 黎红;谭宏成;王敏;杨丽君;;氮掺杂枸杞碳量子点的光谱性质及磁性量子点制备初探[J];乐山师范学院学报;2017年12期
4 刘禹杉;李伟;吴鹏;刘守新;;水热炭化制备碳量子点及其应用[J];化学进展;2018年04期
5 ;量子点的发展历程[J];电子元器件与信息技术;2018年01期
6 韦星明;王荣芳;谢君;李金琼;江嘉颖;;CdSe:Mn量子点的制备及发光性能研究[J];广东化工;2018年11期
7 陈天琳;;量子点电视的设计技术与发展现况分析[J];科学技术创新;2018年25期
8 江洋;张鼎晟子;徐宏;古宏晨;;多重量子点编码微球的高效制备与表征[J];上海交通大学学报;2016年11期
9 姜杰;严一楠;李士浩;何丹农;;碳量子点的制备及其在生物领域的应用[J];现代制造技术与装备;2017年01期
10 李敏;程朝歌;吴琪琳;;山竹壳基荧光碳量子点制备[J];高科技纤维与应用;2017年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 慈吉良;王超;吴敏;黄勇;;氮掺杂碳量子点的绿色制备及应用[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题H:光电功能高分子[C];2017年
2 梁相永;汪露;常智义;李帮经;张晟;;一种含量子点干凝胶的制备[A];中国化学会第十六届胶体与界面化学会议论文摘要集——第二分会:功能微纳米材料[C];2017年
3 曹佳浩;张汉杰;李东升;杨德仁;;等离激元调控硅量子点发光及能量传递[A];第十二届全国硅基光电子材料及器件研讨会会议论文集[C];2017年
4 林泽文;林圳旭;黄锐;张毅;宋捷;李红亮;徐骏;陈坤基;;基于氮、氧修饰的高密度硅量子点的近红外光发射调控与光增益特性[A];第十二届全国硅基光电子材料及器件研讨会会议论文集[C];2017年
5 樊春海;汪联辉;黄庆;何耀;宋世平;;几种荧光量子点的制备、修饰及生物检测方法研究[A];中国分析测试协会科学技术奖发展回顾[C];2015年
6 王进平;李春;刘卫俭;;碳量子点的合成及其在植物病原菌成像中的应用[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第三分会:纳米传感新原理新方法[C];2016年
7 张豫;糜岚;熊蓉玲;陈暨耀;王培南;;水溶荧光量子点在细胞内的分布和细胞间的传输[A];上海市激光学会2009年学术年会论文集[C];2009年
8 熊焕明;;光致发光的氧化锌量子点[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
9 宋涛;逯超亮;宫晓群;杨秋花;李云红;常津;;量子点荧光编码微球的制备[A];天津市生物医学工程学会第30次学术年会暨生物医学工程前沿科学研讨会论文集[C];2010年
10 杨久敏;宫晓群;张琦;宋涛;刘铁根;李迎新;常津;;小波变换在量子点编码识别中的应用[A];天津市生物医学工程学会第30次学术年会暨生物医学工程前沿科学研讨会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 曲照贵;天大首创零污染量子点合成工艺[N];中国化工报;2013年
2 记者 金朝力;量子点电视中国市场翻倍增长[N];北京商报;2017年
3 本报记者 崔爽;从量子点到量子环 改变的不只一个字[N];科技日报;2018年
4 本报记者 闵杰;再现“小阳春” 量子点电视好时光还有多少年?[N];中国电子报;2018年
5 李锋白;2018年量子点电视销售额预计突破110亿[N];中国工业报;2018年
6 本报记者 丁莹;产品升级技术焕新[N];中国质量报;2018年
7 北京商报记者 金朝力;量子点电视领跑中高端彩电市场[N];北京商报;2018年
8 曹开放;发力渠道建设 风行电视全力普及量子点电视[N];民营经济报;2018年
9 周昉;量子点电视站上彩电消费新风口[N];中华工商时报;2018年
10 林淙 记者 吴正懿;纳晶科技:专注量子点材料的“拓荒者”[N];上海证券报;2018年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 善德(Syed Niaz Ali Shah);基于纳米量子点增强过氧化氢与亚硫酸氢根、高碘酸根与芬顿反应体系的化学发光效应研究[D];清华大学;2017年
2 邓祥意;锯末热解同步还原大洋锰结核及焦油制备碳量子点的研究[D];北京科技大学;2019年
3 陈黎;多金属氧酸盐及其衍生物在染料/量子点敏化太阳能电池中的应用研究[D];东北师范大学;2018年
4 郭潇潇;碳化硅纳米颗粒的制备、发光性质及相变的研究[D];东南大学;2017年
5 陈振华;新型量子点纳米材料在免疫诊断领域的研发与应用[D];南方医科大学;2018年
6 崔银花;生物合成硫族纳米材料的机理、调控及应用[D];中国科学技术大学;2018年
7 杜婷;基于量子点抗猪病毒材料的体外筛选及分子机制研究[D];华中农业大学;2018年
8 卢坤媛;高效PbX量子点太阳能电池研究[D];苏州大学;2017年
9 张艳艳;具有特殊发光性能的纳米片及量子点材料[D];华东师范大学;2017年
10 田立娇;生物自组装量子点的光学性质、调控方法和合成机理[D];中国科学技术大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 顾文红;硫属半导体敏化的纳米复合材料制备及其生物传感应用[D];湖南大学;2018年
2 钱阳;全无机钙钛矿量子点表面处理及其发光性能研究[D];南京大学;2018年
3 邓熙蕾;基于碲化镉量子点—核酸探针的试纸条传感器检测疾病相关基因的研究[D];湖北大学;2018年
4 明帅强;三元量子点—聚合物杂化太阳能电池性能研究[D];温州大学;2018年
5 肖凌峰;CdZnS量子点反型复合结构的构筑与光解水性能研究[D];湖北大学;2018年
6 李鹏志;光功能材料的制备和探究—CsPb_2Br_5量子点玻璃和玛瑙[D];温州大学;2018年
7 赵越;基于硒化镉电化学发光传感器的制备及应用[D];长春师范大学;2018年
8 李峥;绿色低毒荧光纳米材料的合成及应用研究[D];北京化工大学;2018年
9 薛红;碳量子点制备及其在荧光检测与光解水的应用[D];大连理工大学;2018年
10 张艳萍;多色荧光碳量子点的合成及其复合高分子荧光薄膜的制备研究[D];北京化工大学;2018年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026