摘要：随着我国国民经济的快速进展和由此带来的环境不足日益受到人们的关注，近年来活性炭在工业三废治理历程中，尤其是在废气治理历程中起着越来越重要的作用。气相吸附活性炭已广泛用于溶剂回收，有机废气处理，气体分离、净化，能源储存等领域。对活性炭气相吸附能力的评价，尤其是对挥发性有机气体的吸附能力的评价，目前国内外均采取丁烷工作容量（BWC）来表征活性炭气相吸附性能。而国内外关于活性炭与正丁烷吸附性能的探讨报道却不多。由此，探讨活性炭与正丁烷吸附性能的联系及其吸附动力学对推动我国的活性炭科研与运用领域的进展有着较大的作用。本论文探讨的主要内容和探讨成果归纳如下：（1）本论文首先探讨了活性炭的孔结构对正丁烷吸附性能的影响，结果表明：活性炭的孔结构对正丁烷吸附性能的影响显著，并且有着着一定的正相关性。活性炭的比表面积越大、孔容积越大，活性炭的丁烷活性越大、丁烷工作容量越大。活性炭的正丁烷吸附性能还受孔径分布的影响。对正丁烷吸附起主要作用的微孔主要集中在1.2～2nm内；对正丁烷吸附起主要作用的中孔主要集中在2～4nm之间，该范围的孔容积越大，其丁烷工作容量会越高。而0.5～1.0nm内的孔影响丁烷持附性，在丁烷活性相同时尽可能的降低该范围的孔容积，以而提升丁烷工作容量。（2）本论文探讨了改性活性炭对正丁烷吸附性能的影响，选用3种溶液作为改性剂，即分别为：KOH溶液、 NaHCO_3溶液和HNO_3溶液，分别考察了浸渍浓度、浸渍比、浸渍时间、浸渍温度对活性炭的正丁烷吸附性能的影响，并且分别设计了正交试验，获得了最佳的浸渍制备工艺，同时借助于多种浅析手段探讨了浸渍改性机理。实验表明：KOH浸渍时，各因素对活性炭正丁烷吸附性能的影响顺序为浸渍浓度浸渍比浸渍温度浸渍时间，最佳的制备工艺为浸渍浓度为2%、浸渍比为1:1、浸渍温度为60℃、浸渍时间为6h，丁烷工作容量提升了10.7g/L；NaHCO_3浸渍时，各因素的影响顺序为浸渍浓度浸渍温度浸渍比浸渍时间；最佳的生产工艺为浸渍浓度为3%、浸渍比为1:1.5、浸渍时间为4h、浸渍温度为80℃，丁烷工作容量提升了12.9g/L；而HNO_3浸渍时各因素对正丁烷吸附性能的影响强弱程度为：浸渍浓度浸渍比浸渍温度浸渍时间；但是HNO_3浸渍过后的活性炭的正丁烷吸附性能均出现了不同程度的降低。采取氮气吸附法、SEM、FT-IR、Boehm滴定法、孔径分布等手段对浸渍过后的活性炭进行表征。氮气吸附法表明浸渍后活性炭的比表面积、孔容积都有一定程度的增减；SEM浅析表明浸渍作用会使活性炭的表面出现凹凸不平、裂痕、团聚现象；FT-IR和Boehm滴定法浅析显示活性炭表面官能团的种类没有发生变化，而数量的变化导致吸附性能的转变；孔径分布结果显示浸渍作用会引起孔隙扩大、孔道坍塌、孔径堵塞等现象，使得孔容积发生变化，进而影响了活性炭的吸附性能。（3）本论文最后探讨了活性炭对正丁烷的吸附动力学，探讨结果表明：活性炭吸附正丁烷是一个吸附与解吸并存的快速物理吸附历程；正丁烷流量显著影响活性炭的吸附速率和吸附时间，但不影响活性炭的饱和吸附量；活性炭对正丁烷的饱和吸附量随着温度的升高而降低，表明正丁烷在活性炭上的吸附为放热反应；活性炭对正丁烷的吸附动力学行为遵循班厄姆动力学方程，AC-1和AC-2的相联系数R~2均大于0.99，通过班厄姆方程计算得到的q_e与实验得到的qe非常接近，通过拟合可以得到理想的吸附速率方程。关键词：活性炭论文吸附论文丁烷工作容量论文浸渍改性论文吸附动力学论文
本论文由www.808so.com摘要5-7
Abstract7-17
第一章 绪论17-31
1.1 引言17-22
1.1.1 探讨背景17-19
1.1.2 国内外探讨近况19-22
1.2 活性炭的结构与性能表征22-28
1.2.1 孔径及比表面积浅析22-24
1.2.2 扫描电子显微镜浅析24
1.2.3 傅立叶变换红外变换光谱(FT-IR)24-25
1.2.4 活性炭正丁烷吸附性能的表征25-27
1.2.5 Boehm 滴定法27-28
1.2.6 碘吸附性能的表征28
1.2.7 亚蓝吸附性能的表征28
1.2.8 灰分含量的测定28
1.3 探讨目标与主要探讨内容28-29
1.4 探讨技术路线29-31
第二章 活性炭孔结构与正丁烷吸附的联系探讨31-43
2.1 引言31
2.2 实验部分31-32
2.2.1 实验装置与仪器31
2.2.2 活性炭孔结构的表征31-32
2.2.3 活性炭丁烷工作容量的测定32
2.3 结果讨论32-41
2.3.1 活性炭的孔结构与正丁烷吸附性能的联系32-36
2.3.2 活性炭的氮气吸附-脱附等温线36-38
2.3.3 活性炭的孔分布对正丁烷吸附性能的影响38-41
2.4 小结41-43
第三章 KOH 浸渍改性活性炭及对正丁烷吸附性能的探讨43-57
3.1 引言43
3.2 实验部分43-45
3.2.1 实验装置与仪器43
3.2.2 实验原料43-44
3.2.3 改性活性炭的制备44
3.2.4 结果表征44-45
3.3 结果与讨论45-55
3.3.1 KOH 浓度对活性炭吸附性能的影响45-46
3.3.2 浸渍比对活性炭吸附性能的影响46-47
3.3.3 浸渍时间对活性炭吸附性能的影响47-48
3.3.4 浸渍温度对活性炭吸附性能的影响48
3.3.5 正交实验设计及结果浅析48-51
3.3.6 浸渍机理探讨51-55
3.4 小结55-57
第四章 NAHCO_3浸渍改性活性炭及对正丁烷吸附性能的探讨57-70
4.1 前言57
4.2 实验策略57-58
4.2.1 实验装置与仪器57
4.2.2 实验原料57
4.2.3 改性活性炭的制备57-58
4.2.4 结果表征58
4.3 结果与讨论58-68
4.3.1 NaHCO_3浓度对活性炭吸附性能的影响58
4.3.2 浸渍比对活性炭吸附性能的影响58-59
4.3.3 浸渍时间对活性炭吸附性能的影响59-60
4.3.4 浸渍温度对活性炭吸附性能的影响60
4.3.5 正交实验设计及结果浅析60-63
4.3.6 浸渍机理探讨63-68
4.4 小结68-70
第五章 HNO_3浸渍改性活性炭及对正丁烷吸附性能的探讨70-83
5.1 引言70
5.2 实验部分70-71
5.2.1 实验装置与仪器70
5.2.2 实验原料70-71
5.2.3 改性活性炭的制备71
5.2.4 结果表征71
5.3 结果与讨论71-81
5.3.1 HNO_3浓度对活性炭吸附性能的影响71-72
5.3.2 浸渍比对活性炭吸附性能的影响72-73
5.3.3 浸渍时间对活性炭吸附性能的影响73-74
5.3.4 浸渍温度对活性炭吸附性能的影响74
5.3.5 正交实验设计及结果浅析74-77
5.3.6 浸渍机理探讨77-81
5.4 小结81-83
第六章 活性炭吸附正丁烷动力学的探讨83-102
6.1 引言83
6.2 实验部分83-86
6.2.1 实验装置与仪器83
6.2.2 颗粒活性炭的制备83-84
6.2.3 活性炭正丁烷吸附性能的表征84-85
6.2.4 吸附动力学方程85-86
6.3 结果与讨论86-101
6.3.1 吸附时间对正丁烷吸附的影响86-87
6.3.2 温度对正丁烷吸附的影响87-88
6.3.3 正丁烷含量对正丁烷吸附的影响88
6.3.4 正丁烷流量对正丁烷吸附的影响88-89
6.3.5 吸附动力学探讨89-101
6.4 小结101-102
第七章 结论、展望与革新点102-105
7.1 结论102-103
7.2 展望103-104
7.3 革新点104-105
参考文献105-111
在读期间的学术探讨111-113
致谢113-114
详细中文摘要114-116
详细英文摘要116-118
简述吸附活性炭孔结构与正丁烷吸附性能联系及吸附动力学经典
更新时间：2024-04-08
作者：用户投稿
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