生物质原料制备改性活性炭及脱硫性能研究

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1、生物质原料制备改性活性炭及脱硫性能研究学位论文完成日期指导教师签字答辩委员会成员签字中文摘要生物质原料制备改性活性炭及脱硫性能研究摘要近年来，活性炭作为吸附剂以其生产成本低、吸附量大等优点在油品脱硫方面受到广泛关注。但传统的活性炭生产方法主要以煤炭和木材为原料，随着自然资源的日渐枯竭和人们环保意识的不断增强，亟需寻找新的廉价可再生资源作为生产活性炭的替代原料。生物质作为廉价可再生资源受到人们越来越多的关注。国内外有许多采用椰枣核、玉米芯、椰壳、杏仁壳、花生壳、油棕壳、榴莲皮、竹子等作为原材料制备活性炭的文献

2、报道。糠醛渣是农副产品中的多聚戊糖水解制糠醛过程中产生的废弃物。我国每年糠醛渣排放量达到660～825万吨，糠醛渣含有丰富的木质素、纤维素、半纤维素及多聚戊糖等含C化学成分，C元素的含量近50％，是一种优良活性炭的制备原料，具有极其良好的再利用价值。本文以糠醛渣为原料制备活性炭并进行了改性及脱硫性能的研究。首先，通过热重分析糠醛渣的热解特性，并通过与傅里叶红外的联用研究了糠醛渣热解过程中热解气的成分及其变化，分析了热解过程及其机理，综合考虑下最终选择的炭化温度为4500C。其次以糠醛渣为原料，KOH为活化剂

3、，采用两步活化法制备了活性炭。考察了活化温度、活化时间、碱炭比和浸渍时间对活性炭孔结构及吸附性能的影响，采用低温N2吸附，BET、BJH及DFT理论对活性炭孔结构进行了表征分析，利用傅里叶变换红外．拉曼光谱仪(FT-IR)检测其表面官能团，扫描电镜(SEM)观察表观形貌，x射线衍射仪(XRD)进行晶型分析。得出了制备活性炭的最佳工艺条件：活化温度为8000C、活化时间为3．0小时、碱炭比为3：1、浸渍时间为l2小时。所制备的糠醛渣活性炭吸附孔容为O．8825cm3／g，DFT总比表面积为3290．5m2／g

4、，吸附孔径分布集中，其碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别为2107．32mg／g和39．67mL／0．19活性炭。最后选取了KOH活性炭、H3P04活性炭、ZnCh活性炭及福建某商品活性炭作为吸附剂进行了柴油脱除苯并噻吩的研究。首先对四种活性炭进行了孔结构分析及Boehm滴定，分析了活性炭的孔径分布及表面酸性基中文摘要团含量，并探讨了两者和活性炭的苯并噻吩吸附量之间的关系，然后讨论了活性炭吸附剂用量对其单位吸附量及苯并噻吩脱除性能的影响，最后检测了活性炭的重复使用性能。发现KOH活性炭的单位吸附量最高，其次是H3

5、P04活性炭，最后是ZnCh活性炭和商品活性炭。苯并噻吩的单位吸附量与活性炭小于lnm的孔容和表面酸性基团的含量之间呈近似线性关系。活性炭使用4次后其脱硫率仅降低4％左右，重复性比较理想。关键词：活性炭；苯并噻吩；柴油；吸附脱硫ABSTRACTPREPARATION0FACTIVATEDCARBONFROMB10MASSANDITSPERFO州ANCEONReMOVALOFSULFUR．CONTAININGCOMPOUNDSFROMFUELABSTRACTInrecentyears，theactivated

6、carbonusedastheadsorbentattractedwidespreadconcernintheoildesulfurization，foritslowproductioncostsandhighadsorptioncapacity,etc．Therawmaterialsoftraditionalmethodtoproductactivatedcarbonaremainlycoalandwood，tofindnewcheaprenewableresourcesasanalternativera

7、wmaterialstoproduceactivatedcarbonismoreandmoreimportantwiththegradualdepletionofnaturalresourcesandagrowingawarenessofenvironmentalprotection．Biomassattractmoreandmoreresearchers、vision．Therearemanyliteraturesindomesticandinternationalonpreparationofactiv

8、atedcarbonwithadoptiondatepalmkernel，corncobs，coconut，almondshells，peanutshells，palmshell，durianskin，bamboo，etc．Furfuralresidueisthewastesofpolypentosedecomposetoproductfurfural．Thereareabout6．60to8．25million