生物质活性炭的制备、成型及活化机理研究

发布时间：2025-06-04 01:30

　　活性炭是一种高吸附性能的碳材料，由于其丰富的孔结构，发达的比表面积和优良的吸附性能，被广泛应用于液体和气体的净化、溶剂回收、作为催化剂载体等，且其需求量逐年增加。由于传统的制备活性炭的原料多为不可再生资源煤炭，随着能源环境问题的日趋严重，以农、林废物等作为制备活性炭的原料已成为必然的选择。 本论文通过实验证明了生物质废物替代煤炭制备活性炭的可行性，同时利用生物质废物制备出高性能的活性炭，此外，研究了造成不同原料的活化特性不同的原因，为生物质活性炭原料的选取提供理论依据和技术支持。主要研究结果如下： 1.以褐煤为原料，采用水蒸汽活化法，系统的研究了活性炭制备的操作条件，包括活化温度、活化剂用量等对产品吸附性能的影响规律，得到活性炭制备的优化条件为：活化温度850℃，水蒸汽量0.04g/min·g炭化料。在此优化条件下，分别以农业生物质废稻壳和林业生物质废物木屑为原料进行活化实验，结果表明，相同活化条件下，生物质原料的反应速度要明显高于褐煤，且所制得的活性炭的碘和亚甲基蓝吸附值也具有明显优势。 2.对于含灰量高的原料稻壳，通过对其进行碱煮脱灰处理，可以有效改善其活化特性，在较短的...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
1 引言
2 文献综述
    2.1 生物质废物资源及利用现状
        2.1.1 生物质废物资源
        2.1.2 生物质废物利用现状与环境污染
        2.1.3 纤维素工业生物质废物利用现状
    2.2 活性炭制备技术及生产概述
        2.2.1 活性炭及其分类
        2.2.2 活性炭制备方法
        2.2.3 活性炭生产现状及其制备工艺
        2.2.4 活性炭成型现状及方法
    2.3 选题意义及主要研究内容
3 不同原料制备活性炭
    3.1 引言
    3.2 实验材料和方法
        3.2.1 原料与试剂
        3.2.2 实验仪器与装置
        3.2.3 实验方法
        3.2.4 测定方法的建立
        3.2.5 活性炭表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 褐煤和生物质制备活性炭的研究
        3.3.2 稻壳脱灰制活性炭联产白炭黑
        3.3.3 不同原料最优条件下所制活性炭的性质比较
    3.4 本章小结
4 不同原料制备活性炭的活化机理研究
    4.1 引言
    4.2 实验材料与方法
        4.2.1 原料与试剂
        4.2.2 实验仪器与装置
        4.2.3 实验方法
        4.2.4 炭化料表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 不同炭化料在相同活化条件下的活化特性
        4.3.2 炭化料物理性质对活化反应的影响
        4.3.3 炭化料表面化学性质对活化反应的影响
    4.4 本章小结
5 粉末活性炭成型研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验原料与试剂
        5.2.2 实验装置和方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 考察不同粘结剂的成型效果
        5.3.2 最佳粘结剂用量下成型活性炭与原活性炭吸附值差别
        5.3.3 成型活性炭与原活性炭的孔结构比较
        5.3.4 成型活性炭与原材料的红外比较
        5.3.5 成型活性炭与原活性炭的 SEM、能谱比较
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 未来工作展望
参考文献
致谢
附录 1 攻读学位期间发表的论文目录
附录 2 攻读学位期间的科技成果和参与课题研究



本文编号：4049113