膨胀石墨对油类的吸附及其再生性能的研究
【摘要】：
近些年,随着石油工业的发展以及海上溢油事件的发生,产生了大量的石油废水,其特点是浓度高、色泽深、成分复杂,由于大量的排入江河湖海,严重地污染了水体环境。因而石油废水的处理成为人们关注的焦点和研究的重点。目前石油废水的处理方法有物理法、化学法、生化法等。物理法中的吸附法是最常见的方法,它是一种物质附着在另一种物质表面上的过程。多孔性固体物质可作为吸附剂,如活性炭、吸附树脂等。
本论文通过膨胀石墨(Exfoliated graphite,简称EG)与其它的吸附材料对油吸附实验的比较及扫描电镜对膨胀石墨形貌观察、N2吸附(BET)测试等手段,着重研究了EG对各种不同粘度的油的吸附现象和影响吸附效率的各种因素,并探讨了其吸附机理。同时初步探讨了膨胀石墨吸附油后的再生方法及其再生效率,并观察再生后的膨胀石墨和回收后油品的性质的改变程度。
吸附实验结果表明:蠕虫状EG对油的吸附量远高于其它的吸附材料,它不仅具有高的饱和吸附量同时具有高的吸附速率;同时膨胀石墨、油的性质以及试验中的操作条件均会对膨胀石墨的吸附产生重大的影响。膨胀石墨的高的吸附性能主要是由膨胀石墨的孔结构所决定的。SEM观察及BET测试表明:蠕虫状膨胀石墨为网络状孔隙结构,内部和表面以大孔和中孔为主,这就决定了其适合于吸附油类等有机大分子物质。同时从热力学和表面化学出发,对蠕虫状EG为代表的多孔炭材料的吸油机理进行了探讨。分析推测,由于EG具有自发吸附其他分子或原子,而使表面能降低的趋势,且表面带有与油类物质中类似的活性官能团,因而其对油类物质具有很强的选择吸附能力。
在本论文的最后初步探讨了膨胀石墨的四种再生方法。它们分别是:简单压缩法、抽滤法、有机溶剂法和加热燃烧法。结果表明:四种方法均具有较高的脱油率和再生效率。其中以有机溶剂法和加热燃烧法的再生效率为最高,但这两种方法虽对膨胀石墨具较高再生率,却不能回收油品;简单压缩法有高的脱油率,但对膨胀石墨的破坏最大;抽滤法不仅拥有高的脱油率和再生效率,同时它能使膨胀石墨再生和回收油品,效果相对较好。
【关键词】：膨胀石墨 油 吸附 再生 【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2007.033789
【目录】：
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 第1章 绪论10-21
- 1.1 含油废水概述10
- 1.2 含油废水的特点及其治理现状10-12
- 1.2.1 含油废水的特点10-11
- 1.2.2 含油废水处理的研究现状11-12
- 1.3 膨胀石墨材料概述12-18
- 1.3.1 膨胀石墨简介12-13
- 1.3.2 膨胀石墨的结构13-14
- 1.3.3 膨胀石墨的制备14-15
- 1.3.4 膨胀石墨的国内外研究现状15-16
- 1.3.5 膨胀石墨的应用现状16-18
- 1.4 膨胀石墨在环境方面的应用18-19
- 1.4.1 膨胀石墨在水环境治理方面的应用18-19
- 1.4.2 膨胀石墨在大气环境治理方面的应用19
- 1.5 本课题的提出、研究内容及意义19-21
- 1.5.1 课题的背景19-20
- 1.5.2 本课题研究内容及意义20-21
- 第2章 试验装置与检测方法21-27
- 2.1 试验材料21-22
- 2.1.1 吸附剂的特性21
- 2.1.2 吸附质的特性21-22
- 2.2 试验装置与流程22-23
- 2.2.1 静态试验流程22
- 2.2.2 动态试验装置22-23
- 2.3 试验的测试方法23-26
- 2.3.1 吸附实验23-24
- 2.3.2 SEM形貌观察24
- 2.3.3 BET法测定比表面积24-25
- 2.3.4 膨胀石墨的再生25-26
- 2.4 试验内容及安排26-27
- 第3章 膨胀石墨对油的吸附性能的研究27-49
- 3.1 膨胀石墨对油类的吸附能力的研究27-37
- 3.1.1 膨胀石墨对纯油的吸附能力27-30
- 3.1.2 膨胀石墨对水面浮油的吸附能力的研究30-37
- 3.2 膨胀石墨的吸附影响因素的研究37-45
- 3.2.1 EG堆积密度的影响37-40
- 3.2.2 液体性质的影响40-41
- 3.2.3 操作条件的影响41-45
- 3.3 膨胀石墨吸油机理的初步探讨45-47
- 3.4 本章小结47-49
- 第4章 膨胀石墨的再生49-57
- 4.1 简单压缩法49-50
- 4.2 抽滤法50-51
- 4.3 有机溶剂法51-54
- 4.3.1 石油醚对膨胀石墨的再生实验研究51-54
- 4.3.2 其它有机溶剂对膨胀石墨的再生54
- 4.4 加热燃烧再生法54-56
- 4.5 本章小结56-57
- 第5章 膨胀石墨吸附再生前后的形貌表征57-67
- 5.1 膨胀石墨吸附前的形貌表征57-62
- 5.1.1 膨胀石墨的外观结构57-58
- 5.1.2 膨胀石墨的内部微观结构58-60
- 5.1.3 石墨微鳞片的结构60-61
- 5.1.4 膨胀石墨的孔隙结构61-62
- 5.2 膨胀石墨吸附后的形貌表征62-65
- 5.3 膨胀石墨再生后的形貌表征65-66
- 5.4 本章小结66-67
- 结论67-69
- 参考文献69-74
- 攻读学位期间发表的学术论文74-76
- 致谢76
全文下载：
CAJ格式
不支持迅雷等加速下载工具，请取消加速工具后下载
|
|
|
|
| 1 |
张相如,庄源益,王旭,朱坦;膜法处理含油废水研究进展[J];城市环境与城市生态;1997年01期 |
| 2 |
王丽娟,田军;石墨层间化合物的发展、合成及应用[J];材料导报;2000年03期 |
| 3 |
兆恒,周伟,曹乃珍,沈万慈,郑永平;膨胀石墨的孔隙结构及其在液相吸附吸着时的变化[J];材料科学与工程;2002年02期 |
| 4 |
裴伟征,尹华强,刘勇军,程琰,陈军辉;炭材料在环境保护中应用的新发展[J];重庆环境科学;2003年07期 |
| 5 |
任京成,沈万慈,杨赞中,袁伟;柔性石墨材料和膨胀石墨材料的现状及发展趋势[J];非金属矿;1999年05期 |
| 6 |
徐子刚,吴清洲,伍文斌;膨胀石墨对柴油吸附程度的分析[J];非金属矿;2000年04期 |
| 7 |
李冀辉,刘淑芬;膨胀石墨孔结构及其吸附性能研究[J];非金属矿;2004年04期 |
| 8 |
李冷，曾宪滨;石墨层间化合物（GIC）的研究及应用[J];非金属矿;1994年01期 |
| 9 |
李增新,薛淑云,陈东辉;新型生态环境替代材料[J];化学教育;2005年09期 |
| 10 |
刘洪海,张俊贞,沈优越;超滤膜过滤乳化油废水的试验研究[J];中国给水排水;1997年04期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
乔小晶,张同来,任慧,张建国;爆炸法制备膨胀石墨及其干扰性能[J];火炸药学报;2003年01期 |
| 2 |
翁端,马燕合;环境材料发展与展望——第三届国际环境材料大会综述[J];材料导报;1998年01期 |
| 3 |
;新材料研究发展预测及对策[J];材料导报;1999年01期 |
| 4 |
翁端;关于生态环境材料研究的一些基本思考[J];材料导报;1999年01期 |
| 5 |
左铁镛;聂祚仁;狄向华;李贵奇;;中国材料环境协调性评价研究进展[J];材料导报;2001年06期 |
| 6 |
夏阳华,熊惟皓;环境材料的研究及进展[J];材料导报;2002年08期 |
| 7 |
曹乃珍,沈万慈,温诗铸,刘英杰;膨胀石墨制备及微孔结构相关性研究[J];材料科学与工艺;1997年02期 |
| 8 |
彭俊芳,康飞宇,黄正宏;填充氧化铁颗粒的石墨基复合材料[J];材料科学与工程;2002年04期 |
| 9 |
张琳，张元月;新型污水处理装置──膜生物反应器[J];重庆环境科学;1996年04期 |
| 10 |
张文,龚克成;锂离子电池用碳负极材料[J];电池;1997年03期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
曹乃珍，沈万慈，温诗铸，刘英杰;膨胀石墨的吸附作用[J];新型炭材料;1995年04期 |
| 2 |
王宏喜,王宏霞,薛丽;关于膨胀石墨吸油性能的研究[J];炭素技术;2004年05期 |
| 3 |
曹乃珍，沈万慈，刘英杰，温诗铸;膨胀石墨对SO_2的吸附[J];炭素;1995年03期 |
| 4 |
曹乃珍,沈万慈,温诗铸,刘英杰;膨胀石墨吸附材料在环境保护中的应用[J];环境工程;1996年03期 |
| 5 |
刘淑芬;李冀辉;;膨胀石墨对活性艳红X-3B染料的吸附脱色[J];城市环境与城市生态;2006年02期 |
| 6 |
曹乃珍,沈万慈,温诗铸,金传波;膨胀石墨对油亲和吸附分析[J];化学研究与应用;1997年01期 |
| 7 |
陈志刚,张勇,杨娟,邱滔;膨胀石墨的制备、结构和应用[J];江苏大学学报(自然科学版);2005年03期 |
| 8 |
曹乃珍,沈万慈,温诗铸,刘英杰;膨胀石墨制备及微孔结构相关性研究[J];材料科学与工艺;1997年02期 |
| 9 |
曹乃珍，沈万慈，温诗铸，刘英杰，王正德;膨胀石墨对重油吸附特性的研究[J];炭素;1996年02期 |
| 10 |
李冀辉,刘淑芬;膨胀石墨吸附工业油品的研究[J];河北师范大学学报(自然科学版);2004年06期 |
|
