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《大连理工大学》 2015年
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玉米芯和松子壳的水热碳化及其产物吸附性能研究

乔娜  
【摘要】:水热碳化以生物质为原料,水作为液相反应介质,在一定温度(150-250℃)和压力(2-10 MPa)下,将生物质转化为以生物炭为主的一系列高附加值产物。所得生物炭广泛用于燃料、土壤改良、污染物脱除、功能纳米材料制备、固定CO2等诸多领域。与其他生物质热化学转化相比,水热碳化具有条件温和,操作简便等优点,在处理废弃生物质方面有着更广阔的应用。本文采用废弃生物质松子壳和玉米芯作为原料,分别在不同的水热碳化温度(180℃、200℃、230℃)下反应5 h,利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱分析(FT-IR)、元素分析、含氧官能团测定等手段对所得水热炭进行了详细的表征。结果表明,生物质的水热碳化经历脱水、脱羟基等反应过程,碳含量得到富集。温度升高有利于生物质水热碳化反应的进行,所得水热炭产率不断下降,热值、能量密度得到提高。在230℃时,玉米芯和松子壳水热炭的热值与原料相比分别原样提高了35.71%、38.70%。SEM结果表明,水热碳化后的玉米芯和松子壳呈现碎片结构,温度升高后,在水热炭表面有少量炭微球生成。在温度为200℃时,分别利用Fe3+、柠檬酸作为添加剂,考察其对玉米芯和松子壳水热炭的影响。结果表明,Fe3+、柠檬酸均能促进生物质的水热碳化过程。与直接水热碳化相比,玉米芯和松子壳在添加Fe3+后所得水热炭的热值分别提高了18.91%、29.47%,添加柠檬酸的水热炭热值分别提高了40.70%、34.30%。SEM显示,添加Fe3+的玉米芯和松子壳水热炭表面生成的炭微球数量显著,且球形完整、粒径较大、表面光滑。添加柠檬酸的水热炭表面的炭微球粒径在纳米级别,呈现致密的蜂窝状。由于添加柠檬酸制备的水热炭表现出良好的物化特性。故利用两种原料添加柠檬酸后制备的水热炭对亚甲基蓝进行吸附,研究其吸附过程及动力学规律。结果表明:在pH为7.0,水热炭投加量为0.5g/L,亚甲基兰浓度为50 mg/L的情况下,添加柠檬酸后的玉米芯水热炭、松子壳水热炭对亚甲基蓝的吸附容量分别为98.6 mg/g.96.7mg/g。通过对两种动力学模型拟合显示,水热炭吸附亚甲基蓝的动力学过程能较好的拟合二级动力学模型,其中,玉米芯水热炭拟合度达到0.9998,说明制备的水热炭对亚甲基蓝的吸附以化学吸附为主。通过对两种等温吸附模型进行拟合,发现能够较好的符合Langmuir吸附等温模型,其相关系数分别为0.99797、0.99756,表明制备的水热炭吸附亚甲基蓝的过程为单分子层吸附。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X505;O647.3

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 黄维;范同祥;;水热碳化法的研究进展[J];材料导报;2014年S1期
【共引文献】
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1 鹿业波;王海燕;;基于电迁移法的铝微米带弯曲生长现象研究[J];半导体光电;2014年01期
2 闫莉;吕惠生;张敏华;;纤维素乙醇生产技术及产业化进展[J];酿酒科技;2013年10期
3 曾淦宁;伍希;艾宁;王家炜;屠美玲;周鸿艳;;铜藻基生物炭的水热制备及性能表征[J];环境科学学报;2014年02期
4 金桃;颜炯;Michael Bottlinger;Moritz Mildenberger;曹霞;卢红雁;;餐厨垃圾制生物煤试验初探[J];可再生能源;2014年04期
5 王金;江恩桥;赵楠楠;郭明辉;;水热法制备生物质炭材料的研究进展[J];山西建筑;2014年20期
6 刘芳延;郭明辉;张帆;刘祎;张永明;;木质素磺酸铵的糖含量对无胶中密度纤维板性能的影响[J];林业科学;2014年06期
7 谭腾飞;闫碌碌;廉优芬;漆新华;;氨基功能化碳材料的水热制备及其对活性艳红K-2BP的吸附性能[J];环境工程学报;2014年10期
8 孙克静;张海荣;唐景春;;不同生物质原料水热生物炭特性的研究[J];农业环境科学学报;2014年11期
9 吴为亚;程江来;商永嘉;;多孔碳球制备及应用研究进展[J];化工新型材料;2014年12期
10 邹义冬;张志宾;吴芬;邱燕芳;王攀峰;刘云海;;水热炭的合成及其在放射性核素吸附中的应用研究进展[J];化工新型材料;2015年07期
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1 李首建;马利建;杨小丹;李波;田寅;曹克诚;张双;赵小生;罗越;;炭基固相萃取剂的合成、功能化及选择性分离铀研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第09分会:应用化学[C];2014年
2 许文;费颖恒;张琳;赵丹;郭亮;晁元卿;;限氧热处理对污泥重金属含量和浸出的影响[A];2015年中国环境科学学会学术年会论文集[C];2015年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 康世民;木质素水热转化及其产物基础应用研究[D];华南理工大学;2013年
2 梁丰;催化剂对炭化反应产物性质的影响[D];中国农业大学;2014年
3 王健健;生物质高效转化制备呋喃类化合物的催化剂设计与工艺开发的研究[D];华东理工大学;2014年
4 肖领平;木质生物质水热资源化利用过程机理研究[D];北京林业大学;2014年
5 姚坤;木质纤维素水热预处理及连续效膜蒸馏的过程研究[D];天津大学;2013年
6 赵莹;微米尺寸球形炭的纤维素催化水热炭化制备及结构调控[D];东北林业大学;2014年
7 贾宝瑞;铜基纳米材料的液相合成及其性能研究[D];北京科技大学;2015年
8 李蜜;水生植物基生物炭的酸碱性、碱(土)金属浸出性及对Cu(Ⅱ)的吸附效应[D];上海大学;2014年
9 李玉姣;生物质炭及其复合材料的制备及应用性能研究[D];吉林大学;2015年
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1 李香兰;碱木质素的水热碳化及其水热焦炭的吸附研究[D];华南理工大学;2013年
2 任建喜;Ag/CMSs抗菌PET母粒的制备及其结构与性能的研究[D];太原理工大学;2013年
3 周璇;水热法合成碳纳米材料去除水中镉和铅离子的研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
4 王丹;多酸基复合材料的设计合成及催化性能研究[D];辽宁师范大学;2013年
5 汪君;葡萄糖水热炭化及其活化特性研究[D];华中科技大学;2013年
6 刘锐龙;生物质炭对BDE-47在土壤中吸附和解吸行为的影响[D];清华大学;2013年
7 杜婷;光照下NiFe_2O_4/CoFe_2O_4分解二氧化碳为碳的研究[D];天津理工大学;2013年
8 张静;硫化物废水底物的微生物燃料电池性能及机理研究[D];中国地质大学(北京);2014年
9 方春芳;桃胶基碳材料的制备及其应用研究[D];华中农业大学;2014年
10 孙赫;氮掺杂炭纳米微球的制备、表征及在有机废水处理中的应用[D];吉林大学;2014年
【二级参考文献】
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1 唐波,葛介超,王春先,张国英,吴长举,舒春英;金属氧化物纳米材料的制备新进展[J];化工进展;2002年10期
2 韩飞;陆安慧;李文翠;;结构可控的炭基材料在锂离子电池中的应用[J];化学进展;2012年12期
【相似文献】
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1 徐婉珍;李春香;陆晓青;闫永胜;;亚甲基蓝-红霉素电荷转移体系与光度法联用测定红霉素的研究[J];化学世界;2007年03期
2 彭瑾;杨红刚;;玻璃镀膜二氧化钛制备及降解亚甲基蓝研究[J];应用化工;2008年09期
3 范拴喜;;活性二氧化锰的制备及对亚甲基蓝脱色研究[J];无机盐工业;2009年11期
4 徐仁扣;赵安珍;肖双成;袁金华;;农作物残体制备的生物质炭对水中亚甲基蓝的吸附作用[J];环境科学;2012年01期
5 赵颖;王仁国;曾武;赵茂俊;;纳米二氧化锰的制备及其对亚甲基蓝的吸附研究[J];水处理技术;2012年01期
6 范春辉;张颖超;丁绍兰;;基于正交试验法的废水中亚甲基蓝的吸附行为研究[J];中国皮革;2012年17期
7 刘柏辰;孙晓锋;景占鑫;叶青;李亚婧;;磁性半纤维素接枝聚丙烯酰胺凝胶对亚甲基蓝的吸附研究[J];水处理技术;2013年05期
8 赵剑宇;田凯;曹文;;粉煤灰吸附亚甲基蓝的吸附性能研究[J];云南民族大学学报(自然科学版);2006年02期
9 周殷;胡长伟;李建龙;;柚子皮吸附水溶液中亚甲基蓝的机理研究[J];环境科学研究;2008年05期
10 杨桂朋;孙璐霓;周立敏;;亚甲基蓝在水体系中的光化学降解研究[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王蔚;韩攀;马江雁;王元凤;韩润平;;可见分光光度法研究沸石柱高对吸附亚甲基蓝的影响[A];第十五届全国分子光谱学术报告会论文集[C];2008年
2 唐艳茹;丁鹏;成宝海;张敏;常超;;功能化石墨烯对亚甲基蓝的吸附性能[A];第九届全国微型化学实验研讨会暨第七届中学微型实验研讨会论文集[C];2011年
3 杨合;薛向欣;刘卯;董学文;左良;;我国几种含钛物料作为光催化材料降解亚甲基蓝的实验研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
4 何亚芸;苏彬;;垂直有序介孔硅修饰电极用于亚甲基蓝的富集与电化学检测研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第04分会:纳米生物传感新方法[C];2014年
5 田晓溪;闫立东;陈林;孙雨薇;;自制纳米ZnO光催化降解亚甲基蓝[A];第十四届全国青年催化学术会议会议论文集[C];2013年
6 张芳庭;聂绩;张德文;周颖琳;张新祥;;亚甲基蓝与G-四聚体相互作用研究及其在均相电化学传感中的应用[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第04分会:纳米生物传感新方法[C];2014年
7 王丽娟;廖立兵;韩琳;;钛柱撑蒙脱石光催化降解亚甲基蓝的实验研究[A];中国矿物岩石地球化学学会第11届学术年会论文集[C];2007年
8 韩琳;廖立兵;陈向荣;万印华;;纳米二氧化钛光催化降解亚甲基蓝的研究[A];中国矿物岩石地球化学学会第11届学术年会论文集[C];2007年
9 覃鸿东;朱义年;梁美娜;蔡芬芬;佟小薇;;竹炭对亚甲基蓝的吸附及其影响因素研究[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集(上卷)[C];2008年
10 王浩红;徐承天;陈邦林;;TiO_2/CdS/Fe_mO_n光催化降解亚甲基蓝[A];中国化学会第十届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张祥龙;高压脉冲水中放电特性及亚甲基蓝模拟废液降解研究[D];北京交通大学;2012年
2 马玉芹;功能化SBA-15纳米分子筛去除水中污染物的性能研究[D];东北师范大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任丹丹;改性木屑吸附去除亚甲基蓝性能研究[D];北京化工大学;2015年
2 郑轩;菲和亚甲基蓝在海洋沉积物上的吸附[D];中国海洋大学;2010年
3 范克伟;水产品中亚甲基蓝及其代谢物多残留检测方法的研究[D];福建农林大学;2009年
4 高永林;亚甲基蓝衍生物的合成[D];天津大学;2011年
5 田浩廷;溴化氧铋光催化氧化降解布洛芬和亚甲基蓝的研究[D];华东师范大学;2013年
6 郑飞;金属有机骨架材料对亚甲基蓝吸附性能研究[D];太原理工大学;2013年
7 许晖;银—钒酸铋光催化降解亚甲基蓝的研究[D];江苏大学;2007年
8 孙璐霓;亚甲基蓝染料在海水中的光化学降解研究[D];中国海洋大学;2009年
9 赵子力;城市污水污泥和锌电镀污泥资源化利用对亚甲基蓝的吸附催化降解作用[D];上海大学;2015年
10 王浩红;反微乳液法制备TiO_2/CdS/Fe_mO_n及其光催化降解亚甲基蓝研究[D];华东师范大学;2004年
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