生物质基活性炭吸附染料及噻吩硫性能研究

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1、万方数据STUDYONTHEADSORPTIONPERFORMANCEoFDYESANDTHIOPHENICSULFIDEBYBIoMASS．BASEDACTIVATEDCARBoNThisThesisSubmittedtoZhejiangNormalUniversityfortheRequirementsforaDegreeofMasterofScienceByRuiGongSupervisedbUpervtsea6vDVDLWeiDaiKeyLaboratoryoftheMinistryofEducation

2、forAdvancedCatalysisMaterials,InstituteofPhysicalChemistry,ZhejiangNormalUniversity万方数据生物质基活性炭吸附染料及噻吩硫性能研究摘要随着我国经济和城市化水平的高速发展，染料废水与燃油燃烧导致的污染问题呈现日益严重的趋势。由于具有发达孔隙率、高比表面积及表面特殊的化学性质，“环保卫士"活性炭被广泛应用在液相吸附分离领域。以农林废物为原料制备活性炭是生物质能清洁转化利用技术研究的热点之一，具有广阔的应用前景。本论文主要从以下几个方面展

3、开对生物质基活性炭制备、吸附与分离性能的研究。1．以废弃的香榧种皮为原料，运用氯化锌化学活化法制备香榧种皮基活性炭。利用N2吸附等温线、XRD、SEM、FT-IR等手段对所制备活性炭的孔结构、形貌、表面含氧官能团等进行了表征。考察了预处理、炭化和活化工艺条等对香榧种皮基活性炭的碘吸附值及比表面积的影响。结果表明，在预处理温度120℃、预处理时间12h、炭化温度400℃、炭化时间2h、活化温度500℃、活化时间2h、升温速率7℃·min～、添加剂ZnCl2与香榧种皮炭化样品的质量比为5：1的适宜条件下，可制各出孔容

4、1．06mL·g～、BET比表面积974．85m2．g一、孔径集中在1．60-3．1011113、亚甲基蓝吸附值280．50mg·g‘1和碘吸附值402．42mg·g。的活性炭。2．以废弃的佛手渣为原料，经过原料预处理、炭化、KOH浸渍和活化制备了佛手渣基活性炭。研究了佛手渣基活性炭脱除废水中阴离子染料甲基橙和阳离子染料亚甲基蓝的性能。实验考察了染料初始浓度、吸附剂用量、吸附时间、溶液pH值和温度对样品吸附容量的影响。结果表明，佛手渣基活性炭对甲基橙和亚甲基蓝的饱和吸附容量分别为581．40和934．58mg／g

5、，高于其它类型的活性炭。运用准一级动力学、准二级动力学和颗粒内扩散三种动力学模型描述了此吸附过程。两种染料的吸附动力学过程满足准二级动力学模型。Langmuir等温吸附模型可以较好的描述佛手渣基活性炭对两种染料分子的吸附行为。热力学参数表明，甲基橙和亚甲基蓝的吸附是自发吸热吸附过程。3．运用表面氧化法用过氧乙酸对佛手渣基活性炭进行表面改性，对改性后的活性炭进行了N2吸附、FT-IR和酸碱滴定等表征，并将其用于吸附燃油中噻吩硫化物评价中。结果表明，通过在25℃过氧乙酸处理18小时后，改性后样品的孔容、1万方数据比表

6、面积和表面含氧官能团(C=O，C．OH和COOH)的密度分别从0．55mL／g，1874m2／g和mmol／g提高到1．73mL／g，2736m2／g和2．23mmol／g。红外光谱和酸碱漓定的结果表明，噻吩与活性炭表面的羰基官能团发生反应生成了羟基化合物。静态吸附实验结果表明，在30℃、搅拌速度250rpm／min、剂油比1／20、反应时间30min的条件下，改性后的佛手渣基活性炭具有最强的噻吩捕捉能力。Langmuir等温吸附模型可以较好的描述此吸附平衡过程。氧化处理后样品的硫饱和吸附容(43．12mg／g)

7、高于很多报道过的炭质材料。吸附饱和的吸附剂可以通过乙醇溶液洗脱的方式进行再生，再生后的脱硫容量几乎可达到1oo％。本论文的工作表明废弃的香榧种皮和佛手渣可以制备优质活性炭。两种生物质基活性炭在染料废水净化与燃油深度脱硫领域具有良好的应用前景。关键词：生物质；活性炭；吸附；染料；深度脱硫II万方数据StudyontheAdsorptionPerformanceofDyesandThiophenicSulfidebyBiomass-basedActivatedCarbonABSTRACTWithrapiddevelo

8、pmentofeconomyandurbanizationinOUrCOthntry,thepollutionproblemsofdyewastewaterandfuelcombustionbecomeincreasinglyserioustrend．Duetohighporosity,highsurfacearea,andspecialsurfaceproperties