茶渣活性炭的制备、改性及其在印染废水处理中的应用研究

发布时间：2025-07-03 00:23

　　以普洱熟茶为原料生产速溶茶的工艺使得该种速溶茶加工过程产生的固体废弃物-速溶茶茶渣（茶渣）的应用范围较窄。该茶渣的固定碳含量高,且其产量大、易收集、成本低廉,是一种理想的活性炭原料。本文以此茶渣为原料制备活性炭,采用硝酸氧化法进行改性,在保持活性炭微观结构不受破坏的情况下,增加活性炭的表面酸性官能团含量,利用改性活性炭处理阳离子染料印染废水和阴离子染料印染废水,以期实现对两种印染废水中染料与重金属离子的有效去除。本文主要研究内容如下:以此茶渣为原料,分别探讨了氢氧化钾和氯化锌两种活化剂制备活性炭过程中活化温度、活化剂用量和活化时间对活性炭吸附性能的影响。研究结果表明,在升温速率为5℃/min,常温浸渍24h的条件下,KOH法活性炭的最佳制备条件为:600℃碳化温度,活化温度800℃,浸渍比（80%KOH/生物炭的液固比wt/wt）5:1,活化时间60min。在该条件所得的活性炭的吸附性能最高,比表面积为2414m²/g,孔容为0.969 cm³/g,是以微孔为主的活性炭;在相同的升温速率下,ZnCl₂法活性炭的最佳的制备条...

【文章页数】：116 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 茶渣的利用现状与进展
        1.1.1 速溶茶茶渣的来源
        1.1.2 茶渣的应用
        1.1.3 茶渣制备活性炭
    1.2 活性炭的制备及其在吸附领域的应用
        1.2.1 活性炭的制备方法
        1.2.2 活性炭在吸附领域的应用
        1.2.3 活性炭的改性及应用
    1.3 印染废水
        1.3.1 印染废水的组成及其危害
        1.3.2 活性炭在印染废水的应用
    1.4 本论文研究意义及主要内容
第二章 茶渣活性炭的制备及其结构表征
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验原料与试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 茶渣原料的表征
        2.2.4 氢氧化钾活性炭的制备
        2.2.5 氯化锌活性炭的制备
        2.2.6 结构表征
        2.2.7 活性炭的不同污染物的吸附
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 茶渣原料的表征
        2.3.2 氢氧化钾法活性炭的制备工艺
        2.3.3 氯化锌法活性炭的制备工艺
        2.3.4 不同方法制备所得活性炭的孔结构及吸附性能比较
    2.4 本章小结
第三章 茶渣活性炭的改性及其结构表征
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验原料与试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 活性炭的改性
        3.2.4 结构表征
        3.2.5 改性活性炭的吸附
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 改性条件对活性炭的孔结构的影响
        3.3.2 活性炭与改性活性炭表面形貌分析
        3.3.3 活性炭与改性活性炭的官能团分析
        3.3.4 活性炭与改性活性炭的结构分析
        3.3.5 改性活性炭的元素分析
        3.3.6 Boehm滴定
        3.3.7 零电荷点的测定
        3.3.8 活性炭与改性活性炭对亚甲基蓝、靛蓝二磺酸钠和Cd²⁺的吸附
    3.4 本章小结
第四章 活性炭和改性活性炭对单一污染物的吸附行为和吸附性能研究
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 活性炭与改性活性炭对亚甲基蓝溶液的吸附
        4.2.4 活性炭与改性活性炭对靛蓝二磺酸钠溶液的吸附
        4.2.5 活性炭与改性活性炭对重金属离子溶液的吸附
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 活性炭与改性活性炭对亚甲基蓝的吸附性能研究
        4.3.2 活性炭与改性活性炭对靛蓝二磺酸钠的吸附性能研究
        4.3.3 活性炭与改性活性炭对重金属离子的吸附性能研究
        4.3.4 不同吸附剂的比较
    4.4 本章小结
第五章 改性活性炭对靛蓝二磺酸钠/Cd²⁺和亚甲基蓝/Cd²⁺混合溶液吸附性能的研究
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 实验试剂
        5.2.2 实验仪器
        5.2.3 改性活性炭对亚甲基蓝/Cd²⁺溶液的吸附
        5.2.4 改性活性炭对靛蓝二磺酸钠/Cd²⁺的吸附
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 改性活性炭对亚甲基蓝/Cd²⁺混合溶液的吸附
        5.3.2 改性活性炭对靛蓝二磺酸钠/Cd²⁺混合溶液的吸附
    5.4 本章小结
结论与展望
    一、全文结论
    二、本文创新之处
    三、对未来工作的展望与建议
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：4055470