《固体有机废弃物制备活性炭的基础性研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《固体有机废弃物制备活性炭的基础性研究（82页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、分类号：T Q 4 2 1 1 + 9 密级： 固体有机废弃物制备活性炭的基础性研究 B a s i cR e s e a r c ho nP r e p a r a t i o no f A c t i v a t e dC a r b o nf | o mS o l i d o r g a n i c 、，a s t e 专业名称：化工过程机械 指导教师姓名：李占勇教授 研究生姓名：朱亮 申请学位级别：硕士 论文提交日期：2 0 0 9 年3 月 论文课题来源：天津市应用毖础研究计划而【：项目 学位授予单位：天津科技大学 天津科技大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在
2、导师的指导下独立进行研究所取得的研究成 果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或 撰写的成果内容。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：朵衫 日期：伽7 年弓月哆日 专利权声明 本人郑重声明：所呈交的论文涉及的创造性发明的专利权及使用权完全归天津科技 大学所有。本人毒全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：哚彩 日期：御年；月秒日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，
3、允许论文被查阅和借阅。本人授权天 津科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口( 请在方框内打t 寸，) ，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密囱( 请在方框内打t ”) 。 作者签名：朵毛日期：枷7 年歹月乙了日 剔磁辄夸勇 醐：刁年夕月哆日 广 资源与 随着我国经济的快速发展，我国城市规模的不断扩大，人口高度集中，城市垃圾总量 的不断增加。如果能够将城市垃圾转化为有效的能源物资，既实现处理垃圾的目的， 又缓解能源消耗紧张的压力，无论是我国城市生态环境保护，还是国民经济发展和能 源结构调整，
4、都具有十分重大的现实意义。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。本文采用颗粒粒径为0 5 9 O 8 5 m m 的聚碳酸酯 ( P C ) 为原料，N a O H 作为化学活化剂，在活化温度为7 7 3 K 和氮气保护条件下制备活 性炭。活化时间和N a O H 聚碳酸酯混合比这两个工
5、艺参数通过中心组合设计方法设 定。实验通过A S A P2 0 0 0 分析仪测试不同工艺条件下制备的活性炭在7 7 K 下对N 2 的吸 附等温线、比表面积、D R 微孔容积等。 结果表明，不同活化时间和不同化学药品混合比制备的活性炭的N 2 吸附等温线属 于I 型吸附等温线，而水蒸汽吸附等温线则属于I V 型。说明活化时间和化学药品混合 比的增加都促进了微孔的形成。但化学药品混合比过高时，会造成微孔孔径扩大至中 孔甚至大孔。利用响应面法规划求解得到比表面积，D R 微孔容积和产率的二次响应 面近似函数，并通过此函数求出N a O H 化学活化聚碳酸酯制备活性炭所得的最大比表 面积和D R
6、微孔容积分别为8 5 3 3m 2 g 和O 3 6 7 8m L g 。同时也确定了在热解温度7 7 3 K 下，获得最大比表面积和D R 微孔容积对应的活化时间和N a O H 聚碳酸酯混合比的最 优水平。另外还得出水蒸汽吸附量Q ( o 3 5 ol o ) 和Q o 9 5 的二次响应面近似函数，并求出其 最优值分别为0 2 3 7 3k g l ( g 和O 5 5 7 7k g l ( g 。最后用响应表面图检验了活化时间和化学 药品混合比对活性炭性能的影响，说明活化时间和化学药品混合比这两个因素对比表 面积，D R 微孔容积、产率、水蒸汽吸附量Q ( o 3 5 m I o )
7、和Q o 9 5 的影响都是非线性的。 关键词：固体有机废弃物；热解；活性炭；化学活化；响应面法 。辜第略。掣站。 A B S T R A C T R e s o u r c ea n de n v i r o n m e n ta r et w ot o p i c si n2l 吼c e n t u 叫，a n dd i s p o s a Jo fm u n i c i p a l r e 如s ei s 眦i m p o r t a n tt a s ki nt l l et 、V 0t o p i c s W i t l lt 1 1 er 印i dd e V e l o p m e
8、 n to fm ee c o n o m y 锄de n l a r g e m e n to fc i 锣s c a l ei nC h i n a ，t h ec i t yp o p u l a t i o na n dm u n i c i p a lr e 如s e a 舱 i n c r e a S i n gr 印i d l y R e f u s ew i l lb e c o m e 锄e f f e c t i V ee n e r g yr e s o u r c ew i t l lr i g h td i s p o s i t i o n 锄dt h ee n e
9、 r g ) ，c o n s u m p t i o ns t r e s s 谢Ub er e l i e V e d I th a S 伊e a tp r a C t i c a ls i g I l i f i c 锄c ei nc i t y e n V i m m e n tp r o t e c t i o n ，d e v e l o p m e n to fm l t i o n a le c o n o m i ca n da d j u s t I l l e n to f 朗e r g y s 臼m c t u r e P y r o l y s i st e c h
10、n o l o g yi so n eo fi m p o n a n tr e 如s ed i s p o s a l t e c h n i q u e si np r e p a r a t i o n o fa c t i v a t e dc a r b o n 矗D ms o l i d o r g a n i c w 懿t e sw i t hl i t t l e s e c o n d a r yp o l l u t i o n ，q u i t e i I m o c u i 够a n dh i g hr e u s a b i l i t y ，a n di th 嬲b
11、 e e np a i dm o r ea n e n t i o n 厅o ma no V e rt h ew o r l d A c t i V a t e dc a r b o nh 勰b e e nu s e dw i d e l ya Sa na d s o 叩t i o nm a t e r i a l i nc h e m i c a li n d u s 仃y ， e n V i r 0 啪e n tp r o t e c t i o n ，f o o di n d u s 仃y ，p h a n n a c e u t i c s ， c a t a l y s tc 删e
12、r s 锄de l e c 仰d e m a t e r i a l s ，e t c W i t I lt l l ed e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y ，t I l ed e m 锄df o ra C t i V a t e d c a r b o ni si n c r e 弱i n gr a 研d l y I nt h i sp a p e r ，m ea c t i V a t e dc a r b o nw 嬲p r e p a r e db yc h e m i c a l a c t i v
13、 a t i o nw i mN a O Hu n d e rn i t r o g e n 咖o s p h e r ef r o mp o l y c a r b o n a t e ( P C ) p a n i c l e si nt l l e s i z er 锄g eo f0 5 9 0 8 5m m ，w h i l et h ea c t i V a t i o nt e m p e r a t u r ei ss e ta t7 7 3 K 1 1 圮a c t i V a t i o n t i m e 锄dN a O H P Cr a t i ow e r ep l 锄
14、e da c c o r d i n gt oC e 船a lc o m p o s i t ed e s i 印T 1 1 eB E T s u r f a C ea r e a 锄dD - Rm i c r o p o r ev o l 啪eo fa c t i v a t e dc a r b o n 、 ，e r ed e t e m i n e dm r o u g l l A S A P2 0 0 0 晰mn i t r o g e na t7 7 K T h ec h a r a c t e r i S t i c so fa c t i v a t e dc 酊b o np r
15、 e p m da td i 腩r e n ta c t i v a t i o nt i I I l e 锄d c h e m i c a lr a t i ow e r es t u d i e d A sar e s u l t ，t h eN 2a d s o 叩t i o ni s o t h e r m sa 舱t ) ，p i c a lo fT y p eI W h i l et h ew a t e rv a p o ri s o t h e m sa r eo fT y p eI V ，r e p r e s e n t i n gm i c r o p o r e sa
16、r ed e V e l o p e d 晰t hm ei n c r e a S eo fa c t i v a t i o nt i m e 锄dc h e m i c a lr a t i o ，a l t h o u g hm em i c r o p o r e sw e r e e n l a r g e dt om e s o p o r e so rm a c r o p o r e s R e s p o n s es u r f a C em e t l l o d o l o g yw 硒u S e dt 0e s 组b l i s h t I l eo p t i m 啪l e v e l so fi n d e p e n d e n tp r o c e s s i n gf a C t o r s ( a c t i V a t i o nt i m ea t7 7 3K 锄d N a O H ，P Cr a t i o ) f o
