收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

热解稻壳炭基多孔材料的制备、表征及应用基础

李大伟  
【摘要】:生物质快速热解液化是一种高效的生物质转化利用技术,而生物质热解炭的高值化利用,是该技术产业化应用的关键影响因素之一。快速热解稻壳炭(PRH)是一种典型的生物质热解炭,但目前关于PRH高值化利用的研究报道较为少见。本文针对PRH制备多孔炭及多孔二氧化硅,开展的主要研究及取得的创新性结果包括:(1)提出了CO_2活化—碱液常压沸煮工艺高效利用PRH,可以在无机碱不需加热至高温且用量较小的情况下制得中孔率达79%、50%的活性炭,还可以联产硅酸钠或多孔二氧化硅;(2)研究了中孔率不同的两种自制活性炭对亚甲基蓝的吸附特性;(3)采用聚乙二醇为模板剂,H3PO4为酸化剂,在10 h内制得了比表面积高达1018 m~2/g的稻壳炭基多孔二氧化硅;(4)首次研究了稻壳炭基多孔二氧化硅对Cu(Ⅱ)的吸附特性。具体内容如下: 1、CO_2活化-碱液常压沸煮工艺制备高中孔率的稻壳活性炭 提出先用CO_2活化PRH的炭化物,再用碱液常压沸煮,制取活性炭;通过正交试验考察了制备条件对活性炭碘值的影响;探讨了孔隙发育机理。结果表明,采用该工艺,无机碱不需经历高温过程,利于降低耗碱量,并可制得中孔率高达79%的稻壳活性炭,其孔容积、比表面积分别达到0.783 cm~3/g、899 m~2/g;CO_2活化时间对活性炭碘值的影响最大;孔隙发育机理主要在于CO_2脱除了炭基体中的C,使得孔隙初步发育,之后,碱液沸煮脱除了二氧化硅,使得孔隙进一步发育。 2、热解稻壳炭联产硅酸钠和活性炭 为以较低的耗碱量在常压下联产出二氧化硅含量高、模数大的硅酸钠,以及比表面积大于800 m~2/g的活性炭,采用Doehlert实验设计、Derringer渴求函数、响应面模型相结合的方法优化CO_2活化-碱液常压沸煮工艺。结果表明,最佳联产条件为取用1 mol/L的NaOH溶液、9.7 mL/g的液固比;该条件下可得模数为2.6的硅酸钠,以及比表面积为897 m2/g、中孔率为50%的活性炭;该活性炭对苯酚及Ni~(2+)的吸附量均显著超越了优质商业活性炭。 3、不同中孔率的稻壳活性炭对亚甲基蓝(MB)的吸附特性 通过批量吸附实验,考察了中孔率为79%、50%的自制活性炭对MB的吸附特性,结果表明,当MB的初始浓度不大于280 mg/L时,两种自制活性炭的吸附量均达到了优质商业活性炭的水平;在MB初始浓度为310-380 mg/L时,两种自制活性炭的脱除效率均高于86%。 4、热解稻壳炭快速制备大比表面积多孔二氧化硅 利用最佳联产条件下所得的硅酸钠,以聚乙二醇(PEG)为模板剂,制得了多孔二氧化硅;研究了PEG用量及pH值对多孔二氧化硅孔隙结构的影响规律及影响机理。结果表明,在较短的时间内(10 h),可以制得比表面积高达709-1018 m2/g的稻壳炭基多孔二氧化硅;增大PEG用量、降低pH值均能显著提高多孔二氧化硅的比表面积,其机理在于,增大PEG用量或降低pH值,均能显著提高PEG-二氧化硅复合材料中的PEG含量,致使更多PEG被烧除,形成更为发达的孔隙。 5、稻壳炭基多孔二氧化硅对Cu(Ⅱ)的吸附特性 以稻壳炭基多孔二氧化硅为吸附剂,在对其进行表征的基础上,通过批量吸附实验,考察了它对重金属离子Cu(Ⅱ)的吸附特性,并探讨了吸附机理。研究表明,在Cu(Ⅱ)初始浓度为20-120 mg/L时,稻壳炭基多孔氧化硅对Cu(Ⅱ)的最大吸附量、最高脱除效率分别达到77 mg/g、97 %;多孔二氧化硅对Cu(Ⅱ)的吸附较好地符合Freundlich等温线和准二级动力学模型;多孔二氧化硅表面硅羟基与Cu(Ⅱ)之间的相互作用,是Cu(Ⅱ)被吸附的重要原因。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 江静;高逸婷;卢玉栋;吴宗华;;木麻黄树皮对亚甲基蓝吸附性能的研究[J];中国科技论文在线;2010年06期
2 彭峰;何丕文;;污泥微波热解半焦吸附亚甲基蓝动力学[J];昆明理工大学学报(自然科学版);2011年01期
3 刘转年;赵西成;;不同组成粉煤灰吸附亚甲基蓝的性能和机理研究[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2007年06期
4 唐朝春;敖永波;刘占孟;聂发辉;;矿化垃圾静态吸附处理模拟印染废水试验研究[J];华东交通大学学报;2009年03期
5 许林;孙玉峰;;多金属氧酸盐/亚甲基蓝多层膜的制备及性质研究[J];大庆师范学院学报;2010年06期
6 秦艳利;胡杰;王玉富;;亚甲基蓝的变温红外光谱研究[J];沈阳理工大学学报;2010年04期
7 刘荣梅;吴之传;朱根强;龚文斌;;稀硫酸改性花生壳对亚甲基蓝的吸附性能研究[J];安徽工程大学学报;2011年01期
8 甘礼华,陈龙武,盛闻超,张澎;TiO_2薄膜制备及其对亚甲基蓝光催化降解的影响[J];建筑材料学报;2003年03期
9 高红;张天胜;;Bi_2O_3光催化氧化降解亚甲基蓝的动力学研究[J];净水技术;2007年03期
10 李中安;余瑞婷;;凹凸棒土负载TiO_2光催化剂的制备、表征和性能研究[J];平顶山工学院学报;2008年05期
11 邓洁;许仕荣;张伟;;水力空化强化效应的实验研究[J];兰州理工大学学报;2008年05期
12 钟爱国;韩晓鸣;章青青;;复合光催化剂Bi_xCu_yO_z的研制与表征[J];科学技术与工程;2007年15期
13 刘宏芳;江德顺;唐和清;张崎;;H_2O_2增效Ag~+掺杂ZnO纳米晶光催化体系降解亚甲基蓝[J];华中科技大学学报(自然科学版);2007年10期
14 杨华滨;段月琴;别利剑;袁志好;;Fe~(3+),Zn~(2+)共掺杂高效纳米TiO_2光催化剂的制备表征及光催化性能[J];天津理工大学学报;2008年06期
15 杜鹃山;车迪;许彦平;辜文强;杨世东;;电芬顿处理亚甲基蓝类染料废水研究[J];黑龙江电力;2010年01期
16 王理明;姚秉华;乐爱山;马占营;;钛基TiO_2纳米管光电极制备及性能研究[J];西安理工大学学报;2010年02期
17 甘礼华,王小兰,郝志显,王玉栋;TiO_2/SiO_2气凝胶对亚甲基蓝降解的光催化活性[J];同济大学学报(自然科学版);2005年08期
18 张卫新;张愿成;杨则恒;胡玲;叶蕾;;纳米结构Mn_2O_3催化H_2O_2分解亚甲基蓝的研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2005年11期
19 黄东升;陈朝凤;李玉花;曾人杰;;铁、氮共掺杂二氧化钛粉末的制备及光催化活性[J];无机化学学报;2007年04期
20 邓洁;;水力空化技术的实验研究[J];湖南城市学院学报(自然科学版);2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 成如山;;稻壳综合利用在实现循环经济与节能减排中所起的作用[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2010年
2 杨合;王慧颖;杨泽健;薛向欣;赵娜;;高钛渣作为光催化材料降解亚甲基蓝的实验研究[A];2010年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2010年
3 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
4 李晓娟;张慧婷;许佳;杨梅竹;陈玲;何志勇;喻发全;;磁粒子/纤维素复合材料吸附亚甲基蓝的研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
5 程凤莲;孟范平;周游;杨洋;;大型海藻浒苔对碱性染料亚甲基蓝的吸附性能[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
6 林德娟;陈淑凤;汪信;陆路德;;α-Fe_2O_3/K~+纳米材料光催化降解亚甲基蓝染料的研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年
7 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
8 张春勇;郑纯智;张国华;文颖频;;水热法合成花状BiVO_4及其光催化降污水性能[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
9 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
10 衣晓凤;郑晋生;赵一兵;;CdS纳米棒光催化降解亚甲基蓝的研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李大伟;热解稻壳炭基多孔材料的制备、表征及应用基础[D];中国科学技术大学;2011年
2 黄芳敏;介质阻挡放电低温等离子体降解亚甲基蓝溶液及其体系气液相中活性粒子化学行为分析[D];华南理工大学;2013年
3 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
4 冯清华;含木质素水凝胶的合成及其性能研究[D];华南理工大学;2012年
5 万军民;四苯基卟啉衍生物光诱导电子转移动力学及其敏化TiO_2可见光催化染料的研究[D];浙江理工大学;2011年
6 杨韶平;环境敏感型纤维素基水凝胶的制备及其吸附性能研究[D];华南理工大学;2010年
7 杨莉;基于酵母模板/载体的光催化剂制备及其处理印染废水的应用研究[D];长安大学;2010年
8 金玲;等离子体协同光催化剂处理微污染水[D];天津大学;2012年
9 苏碧泉;修饰电极上亚甲基蓝和对硝基苯酚光电催化机理分析[D];兰州大学;2009年
10 杨秀双;基于无机层状纳米材料的新型电化学生物传感器的研究[D];北京化工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋仁举;血浆中病毒灭活的研究[D];四川大学;2004年
2 张愿成;纳米结构锰氧化物的制备及催化处理染料废水[D];合肥工业大学;2006年
3 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
4 韩璐;有机插层微晶白云母的制备及其吸附性能研究[D];成都理工大学;2009年
5 党艳;生物质廉价吸附材料对Cr (Ⅵ) 和染料的吸附性能及机理研究[D];西北大学;2011年
6 胡洲;亚甲基蓝荧光探针对DNA的分析及其在重金属和百草枯与DNA作用研究中的应用[D];浙江大学;2006年
7 夏炎;纳米TiO_2光电催化降解亚甲基蓝的研究[D];东北大学;2006年
8 何永祥;天然沸石对水体中甲基橙和亚甲基蓝的吸附研究[D];郑州大学;2007年
9 幸良淑;金属—有机配位聚合物[Cd(C_6H_4O_2N)_2(H_2O)_4]_∞的表征与催化性能探索[D];重庆大学;2008年
10 陈其思;纳米TiO_2掺杂改性及光催化活性的研究[D];重庆大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 朱广凯;春季几种常见鱼病防治[N];天津日报;2008年
2 唐伟家;Basell公司推出新型HDPE催化剂[N];中国化工报;2003年
3 通威;水产禁用药物的替代产品[N];江苏农业科技报;2007年
4 中国农业科学院土壤肥料测试中心;常见肥料检验项目和标准(十三)[N];农资导报;2006年
5 杨保国;春季鱼虾蟹等易患水霉病防治[N];中国特产报;2007年
6 大刚;鱼种秋季进箱好[N];中国渔业报;2006年
7 大刚;鱼种秋季应进箱越冬[N];东方城乡报;2006年
8 沅江市水产局 柳富荣 李振;常见虾病的防治[N];湖南科技报;2006年
9 赵亚东;春季鱼病防治 赶快着手启动[N];湖南科技报;2007年
10 文河;家畜用药时忌喂的饲料[N];农民日报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978