学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

固体有机废弃物制备活性炭的机理研究

作　者: 李润霞
导　师: 李占勇
学　校: 天津科技大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 固体有机废弃物化学活化热解热重分析法活性炭
分类号: TQ424.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 24次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

利用热解技术将城市固体有机废弃物制备成活性炭,具有二次污染小,无害化彻底和资源化程度高的特点,是垃圾资源利用化的重要技术之一,近年来得到广大科学工作者的极大关注。活性炭微孔发达、比表面积高、吸附能力强,是一种优良的吸附材料,广泛应用于化工、环保、食品与制药、催化剂载体和电极材料等领域。随着科学技术的飞速发展,市场对活性炭的需求量越来越大。本文通过化学活化法制取活性炭,研究其活化机理及影响炭得率的因素。选用杨木颗粒为实验原料,颗粒大小为20±1mg,将K+在不同酸、碱、盐环境下的溶液以及不同碱金属盐溶液作为化学活化剂,通过热重分析仪在程序控制升温和氮气保护条件下制备活性炭。通过分析TG、DTG、DSC热解曲线的变化规律,探讨出不同化学活化剂的活化机理及炭得率情况,为制备活性炭提供一定的理论依据。研究发现,由于加入了活化剂KOH,使失重过程向低温处偏移,表明活化剂KOH中的K+对木材的热解具有催化作用,形成活性炭的温度基本为600℃,温度高于800℃时,活性炭发生烧失反应。且烧失的程度与活化剂的量有关,活化剂越多,烧失量越大。所以在制备活性炭的过程中,不仅要选择合适的活化剂的用量,更要对活化温度进行严格控制。不同升温速率对最终的焦炭及活性炭的产率影响不明显；加入KOH活化剂后比未加任何活化剂的炭得率提高了18.6%,而炭得率与活化剂/杨木颗粒的质量比值不成线性关系,当KOH/杨木颗粒为0.15/1时,活性炭的得率是最高的,为41.8%。H3P04对钾盐的催化有促进作用,或者说磷酸溶液本身就可以作为一种活化剂。KOH+H3PO4pH=1溶液作为活化剂比KOH+H3PO4pH=4～5溶液作为活化剂的活化效果要好；KCl的活化不受HCl的影响,主要是钾盐起到活化的作用。K+在磷酸环境下的活化效果非常好,活化温度低,且炭得率最高。碱金属盐中,钾盐作为活化剂制备活性炭的产量是最大的,MgCl2基本上没有起到活化剂的作用。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 前言  8-23
  1.1 引言  8
  1.2 城市固体废物的定义、性质和分类  8-9
  1.3 城市生活垃圾的组成及影响因素  9-10
  1.4 我国城市生活垃圾现状  10-14
    1.4.1 城市生活垃圾排放量  10-11
    1.4.2 城市生活垃圾产生的危害  11-12
    1.4.3 可回收利用物质增多  12-14
  1.5 城市固体废弃物对环境的污染  14-15
    1.5.1 对土壤环境的影响  14
    1.5.2 对水体环境的影响  14
    1.5.3 对大气环境的影响  14-15
  1.6 城市固体废弃物处理处置方法的研究现状与发展  15-23
    1.6.1 生活垃圾填埋技术  15-16
    1.6.2 生活垃圾堆肥技术  16-17
    1.6.3 生活垃圾焚烧技术  17-18
    1.6.4 生物和机械预处理  18
    1.6.5 等离子体等技术  18
    1.6.6 生活垃圾衍生燃料的制备技术  18-19
    1.6.7 生活垃圾热解技术  19-23
2 固体有机废弃物制备活性炭的理论基础  23-49
  2.1 热解技术  23-33
    2.1.1 热解机理  23-25
    2.1.2 热解工艺及设备  25-29
    2.1.3 热解产物  29-31
    2.1.4 热解主要影响参数  31-33
  2.2 热重法及其影响因素  33-38
    2.2.1 热重法的起源及发展  33-34
    2.2.2 热重法的原理  34-35
    2.2.3 热重曲线及其信息量  35-38
  2.3 活性炭及其活化  38-49
    2.3.1 活性炭  38-42
    2.3.2 活性炭的制造(活化)  42-49
3 实验部分  49-65
  3.1 实验原料  49
  3.2 实验仪器  49
  3.3 实验方法  49-50
  3.4 实验分析与讨论  50-65
    3.4.1 未活化前和活化后杨木的热解机理分析(以活化剂KOH为例)  50-54
    3.4.2 活化前后炭得率的比较  54-56
    3.4.3 K+在不同环境下(酸、碱、盐)的活化机理分析及炭得率情况  56-60
    3.4.4 不同碱金属盐的活化机理的分析及炭得率情况  60-65
4 结论  65-66
5 展望  66-67
6 参考文献  67-73
7 论文发表情况  73-74
8 致谢  74

固体有机废弃物制备活性炭的机理研究

内容摘要

全文目录

相似论文