玉米芯和松子壳的水热碳化及其产物吸附性能研究.pdf

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1、＇犬ｉｔ搜＜２？大享ＤＡＬＩＶＥＯＦＴＥＣＩＡＮＵＮＲＳＩＴＹＨＮＯＬＯＧＹ硕士芽位记文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ幽玉米芯和松子壳的水热碳化及其产物吸附性能研究学科专业１Ｅ撞工程丨‘作者姓名—乔―鄉‘耳教师王栋教授指‘－”、２０１５年６月１０日答辩日期＿＿＿＿硕士学位论文玉米芯和松子壳的水热碳化及其产物吸附性能研究ＨｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌＣａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｏｆＣｏｒ

2、ｎｃｏｂａｎｄＰｉｎｅｎｕｔｓｈｅｌｌａｎｄｔｈｅＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＩｔｓＰｒｏｄｕｃｔ＊作者姓名：乔娜学科、专业：环境工程学号：２１２１８０５０指导教师：王栋教授：２０１５／５／３完成日期ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方

3、外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：玉来忠和松子壳的水热端化及其产物吸附性能研究：／作者签名曰期年（月ｉ曰大越工大学硕士学位论文摘要一°－１２５０Ｃ水热碳化以生物质为原料，水作为液相反应介质，在定温度５０和压力（）一－（２ｌＯＭＰａ下，将生物质转化为以生物炭为主的

4、系列高附加值产物。所得生物炭广泛）用于燃料、土壤改良、污染物脱除、功能纳米材料制备、固定Ｃ０２等诸多领域。与其他生物质热化学转化相比，水热碳化具有条件温和，操作简便等优点，在处理废弃生物质方面有着更广阔的应用。本文采用废弃生物质松子壳和玉米芯作为原料，分别在不同的水热碳化温度。。°－１８０Ｃ、２００Ｃ、２３０Ｃ）下反应５ｈ，利用扫描电子显微镜ＳＥＭ、红外光谱分析（ＦＴＩＲ、（（））元素分析、含氧官能团测定等手段对所得水热炭进行了详细的表征。结果表明，生物质的水热碳化经历

5、脱水、脱轻基等反应过程，碳含量得到富集。温度升髙有利于生物质水°、。０Ｃ热碳化反应的进行，所得水热炭产率不断下降，热值能量密度得到提高在２３时，玉米芯和松子壳水热炭的热值与原料相比分别原样提高了３５．７１％、３８．７０％。ＳＥＭ结果表明，水热碳化后的玉米芯和松子壳呈现碎片结构，温度升高后，在水热炭表面有少量炭微球生成。°３＋在温度为２００Ｃ时，分别利用Ｆｅ、梓檬酸作为添加剂，考察其对玉米芯和松子壳３＋水热炭的影响。结果表明，Ｆｅ、梓檬酸均能促进生物质的水热碳化过程。与直接

6、水热３＋碳化相比，玉米芯和松子壳在添加Ｆｅ后所得水热炭的热值分别提高了１８．９１％、２９．４７％，３＋添加梓檬酸的水热炭热值分别捧高了４０．７０％、３４．３０％。ＳＥＭ显示，添加Ｆｅ的玉米芯和松子壳水热炭表面生成的炭微球数量显著，且球形完整、粒径较大、表面光滑。添加梓檬酸的水热炭表面的炭微球粒径在纳米级别，呈现致密的蜂窝状。由于添加梓檬酸制备的水热炭表现出良好的物化特性。故利用两种原料添加梓檬酸。：Ｈ后制备的水热炭对亚甲基蓝进行吸附，研究其吸附过程及动力学规律结果表明在

7、ｐ为７．０，水热炭投加量为０．５／Ｌ，亚甲基兰浓度为５０ｍｇ／Ｌ的情况下，添加梓檬酸后的ｇ玉米芯水热炭、松子壳水热炭对亚甲基蓝的吸附容量分别为９８．６ｍｇ／ｇ、９６．７ｍ／ｇ。通ｇ过对两种动力学模型拟合显示，水热炭吸附亚甲基蓝的动力学过程能较好的拟合二级动力学模型，其中，玉米芯水热炭拟合度达到０，９９９８，说明制备的水热炭对亚甲基蓝的吸附以化学吸附为主。通过对两种等温吸附模型进行拟合，发现能够较好的符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温模型，其相关系数分别为０．９９７９７、０．９９７

8、５６，表明制备的水热炭吸附亚甲基蓝的过程为单分子层吸附。关键词：水热碳化Ｅ；废弃生物质；水热炭；ｉ甲基蓝小废弃生物质的水热碳化及其产物应用研究ＨｄｒｏｔｈｅｒｍａｌＣａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｏｆＣｏｒｎｃｏｂａｎｄＰｉｎｅｎｕｔｓｈｅｌｌａｎｄｔｈｅｙＡｄｓｏｒｔｉｏｎＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＩｔｓＰｒｏｄｕｃｔｐＡｂｓｔｒａｃｔＨｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎＨＴＣｉｓａ