生物質(zhì)衍生碳材料的制備及其性能研究

第1章緒論1
1.1生物質(zhì)材料1
1.1.1生物質(zhì)材料的定義1
1.1.2生物質(zhì)材料的分類4
1.1.3生物質(zhì)材料的應(yīng)用7
1.2生物質(zhì)衍生碳材料11
1.2.1生物質(zhì)衍生碳材料的制備方法11
1.2.2生物質(zhì)衍生碳材料的研究現(xiàn)狀15
1.2.3發(fā)展生物質(zhì)衍生碳材料的意義18
參考文獻(xiàn)19
第2章微波熱解法制備污泥衍生碳材料23
2.1剩余污泥簡介23
2.1.1剩余污泥的來源23
2.1.2剩余污泥的危害23
2.1.3剩余污泥的處置方法24
2.1.4剩余污泥制備衍生碳材料的研究進(jìn)展26
2.2污泥衍生碳材料制備實(shí)驗(yàn)27
2.2.1實(shí)驗(yàn)材料、試劑和儀器27
2.2.2實(shí)驗(yàn)方法28
2.3微波法制備污泥衍生碳材料的影響因素31
2.3.1微波熱解時(shí)間對吸附性能的影響31
2.3.2微波熱解功率對吸附性能的影響32
2.3.3活化劑添加量對吸附性能的影響32
2.3.4響應(yīng)面法優(yōu)化制備工藝條件32
2.3.5工藝方案驗(yàn)證37
參考文獻(xiàn)37
第3章微波熱解法制備落葉衍生碳材料40
3.1落葉簡介40
3.1.1傳統(tǒng)落葉處理方式40
3.1.2落葉資源化處置國內(nèi)外研究進(jìn)展42
3.2落葉衍生碳材料制備實(shí)驗(yàn)44
3.2.1實(shí)驗(yàn)材料、試劑和儀器44
3.2.2實(shí)驗(yàn)方法44
3.3微波熱解法制備落葉衍生碳材料的影響因素45
3.3.1熱解時(shí)間對吸附性能的影響45
3.3.2微波熱解功率對吸附性能的影響46
3.3.3氯化鋅添加量對吸附性能的影響46
3.3.4響應(yīng)面法優(yōu)化制備工藝條件47
3.3.5工藝方案驗(yàn)證50
3.4落葉衍生碳材料的表征50
參考文獻(xiàn)51
第4章污泥衍生碳材料的制備53
4.1污泥衍生碳材料的制備流程53
4.2酒糟-污泥衍生碳材料53
4.2.1孔隙結(jié)構(gòu)特征54
4.2.2BJH孔徑分布曲線54
4.2.3N2吸附-脫附曲線55
4.2.4紅外光譜圖55
4.3花生殼-污泥衍生碳材料57
4.3.1孔隙結(jié)構(gòu)特征57
4.3.2BJH孔徑分布曲線58
4.3.3N2吸附-脫附曲線58
4.3.4紅外光譜圖59
4.4廢紙屑-污泥衍生碳材料60
4.4.1孔隙結(jié)構(gòu)特征61
4.4.2BJH孔徑分布曲線62
4.4.3N2吸附-脫附曲線62
4.4.4紅外光譜圖63
4.5鋸末-污泥衍生碳材料64
4.5.1孔隙結(jié)構(gòu)特征65
4.5.2BJH孔徑分布曲線65
4.5.3N2吸附-脫附曲線66
4.5.4紅外光譜圖67
4.6秸稈-污泥衍生碳材料68
4.6.1孔隙結(jié)構(gòu)特征68
4.6.2BJH孔徑分布曲線69
4.6.3N2吸附-脫附曲線70
4.6.4紅外光譜圖70
4.7添加不同生物質(zhì)制備污泥衍生碳材料的比較71
參考文獻(xiàn)72
第5章農(nóng)林生物質(zhì)衍生碳材料對橙黃G的吸附74
5.1概述74
5.1.1農(nóng)林生物質(zhì)簡介74
5.1.2橙黃G結(jié)構(gòu)及應(yīng)用75
5.1.3橙黃G染料廢水處理研究進(jìn)展75
5.2農(nóng)林生物質(zhì)衍生碳材料吸附橙黃G實(shí)驗(yàn)77
5.2.1實(shí)驗(yàn)材料和試劑77
5.2.2實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備77
5.2.3吸附實(shí)驗(yàn)77
5.2.4分析與檢測78
5.3吸附機(jī)理和模型79
5.3.1吸附動(dòng)力學(xué)79
5.3.2吸附等溫線80
5.3.3吸附熱力學(xué)80
5.4花生殼衍生碳材料對橙黃G的吸附81
5.4.1投加量對橙黃G吸附的影響81
5.4.2吸附時(shí)間對橙黃G吸附的影響82
5.4.3吸附溫度對橙黃G吸附的影響83
5.4.4pH值對橙黃G吸附的影響83
5.4.5吸附動(dòng)力學(xué)84
5.4.6吸附等溫線86
5.4.7吸附熱力學(xué)87
5.5秸稈衍生碳材料對橙黃G的吸附88
5.5.1投加量對橙黃G吸附的影響88
5.5.2吸附時(shí)間對橙黃G吸附的影響89
5.5.3吸附溫度對橙黃G吸附的影響89
5.5.4pH值對橙黃G吸附的影響89
5.5.5吸附動(dòng)力學(xué)90
5.5.6吸附等溫線92
5.5.7吸附熱力學(xué)94
5.6落葉衍生碳材料對橙黃G的吸附94
5.6.1投加量對橙黃G吸附的影響94
5.6.2吸附時(shí)間對橙黃G吸附的影響95
5.6.3吸附溫度對橙黃G吸附的影響96
5.6.4pH值對橙黃G吸附的影響96
5.6.5吸附動(dòng)力學(xué)96
5.6.6吸附等溫線99
5.6.7吸附熱力學(xué)100
5.7鋸末衍生碳材料對橙黃G的吸附101
5.7.1投加量對橙黃G吸附的影響101
5.7.2吸附時(shí)間對橙黃G吸附的影響102
5.7.3吸附溫度對橙黃G吸附的影響102
5.7.4pH值對橙黃G吸附的影響102
5.7.5吸附動(dòng)力學(xué)103
5.7.6吸附等溫線105
5.7.7吸附熱力學(xué)107
參考文獻(xiàn)107
第6章玉米秸稈衍生碳材料對活性染料的吸附109
6.1概述109
6.1.1玉米秸稈的組成109
6.1.2玉米秸稈的產(chǎn)量及應(yīng)用109
6.1.3玉米秸稈碳材料制備及應(yīng)用111
6.2玉米秸稈衍生碳材料吸附染料實(shí)驗(yàn)113
6.2.1實(shí)驗(yàn)材料和儀器113
6.2.2玉米秸稈衍生碳材料的制備114
6.2.3吸附實(shí)驗(yàn)114
6.3玉米秸稈衍生碳材料的吸附影響因素115
6.3.1投加量對活性染料吸附的影響115
6.3.2吸附時(shí)間對活性染料吸附的影響116
6.3.3吸附溫度對活性染料吸附的影響117
6.3.4pH值對活性染料吸附的影響118
6.3.5吸附動(dòng)力學(xué)120
6.3.6吸附等溫線124
6.3.7吸附熱力學(xué)129參考文獻(xiàn)130
第7章污泥衍生碳材料對染料的吸附132
7.1概述132
7.1.1染料簡介132
7.1.2印染廢水的來源及特點(diǎn)133
7.1.3印染廢水的污染現(xiàn)狀及危害133
7.1.4印染廢水的處理方法134
7.1.5吸附法處理印染廢水的國內(nèi)外研究進(jìn)展135
7.2污泥衍生碳材料吸附染料實(shí)驗(yàn)136
7.2.1實(shí)驗(yàn)材料和試劑136
7.2.2實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備137
7.2.3分析與檢測137
7.3污泥衍生碳材料對直接元灰AB的吸附138
7.3.1投加量對直接元灰AB吸附的影響138
7.3.2吸附時(shí)間對直接元灰AB吸附的影響139
7.3.3吸附溫度對直接元灰AB吸附的影響139
7.3.4pH值對直接元灰AB吸附的影響140
7.3.5吸附動(dòng)力學(xué)141
7.3.6吸附等溫線144
7.3.7吸附熱力學(xué)146
7.4污泥衍生碳材料對直接大紅4BE的吸附148
7.4.1投加量對直接大紅4BE吸附的影響148
7.4.2吸附時(shí)間對直接大紅4BE吸附的影響148
7.4.3吸附溫度對直接大紅4BE吸附的影響149
7.4.4pH值對直接大紅4BE吸附的影響150
7.4.5吸附動(dòng)力學(xué)150
7.4.6吸附等溫線153
7.4.7吸附熱力學(xué)156
7.5污泥衍生碳材料對活性紅3BS的吸附156
7.5.1投加量對活性紅3BS吸附的影響157
7.5.2吸附時(shí)間對活性紅3BS吸附的影響157
7.5.3吸附溫度對活性紅3BS吸附的影響157
7.5.4pH值對活性紅3BS吸附的影響158
7.5.5吸附動(dòng)力學(xué)159
7.5.6吸附等溫線162
7.5.7吸附熱力學(xué)165
7.6污泥衍生碳材料對活性黑KN-B的吸附165
7.6.1投加量對活性黑KN-B吸附的影響166
7.6.2吸附時(shí)間對活性黑KN-B吸附的影響166
7.6.3吸附溫度對活性黑KN-B吸附的影響167
7.6.4pH值對活性黑KN-B吸附的影響168
7.6.5吸附動(dòng)力學(xué)168
7.6.6吸附等溫線171
7.6.7吸附熱力學(xué)173
7.7污泥衍生碳材料對酸性紫48的吸附174
7.7.1投加量對酸性紫48吸附的影響174
7.7.2pH值對酸性紫48吸附的影響175
7.7.3吸附動(dòng)力學(xué)176
7.7.4吸附等溫線179
7.7.5吸附熱力學(xué)181
7.8污泥衍生碳材料對酸性翠藍(lán)2G的吸附181
7.8.1投加量對酸性翠藍(lán)2G吸附的影響181
7.8.2pH值對酸性翠藍(lán)2G吸附的影響182
7.8.3吸附動(dòng)力學(xué)183
7.8.4吸附等溫線186
7.8.5吸附熱力學(xué)188
7.9污泥衍生碳材料對酸性金黃G的吸附188
7.9.1投加量對酸性金黃G吸附的影響188
7.9.2pH值對酸性金黃G吸附的影響189
7.9.3吸附動(dòng)力學(xué)189
7.9.4吸附等溫線193
7.9.5吸附熱力學(xué)195
參考文獻(xiàn)195
第8章生物質(zhì)衍生碳材料的再生197
8.1概述197
8.1.1活性炭概述197
8.1.2活性炭再生方法199
8.1.3活性炭再生技術(shù)研究進(jìn)展200
8.2花生殼和污泥衍生碳材料的制備及吸附203
8.2.1實(shí)驗(yàn)儀器和藥品203
8.2.2實(shí)驗(yàn)方法204
8.3花生殼衍生碳材料的再生205
8.3.1Fenton試劑再生205
8.3.2微波再生210
8.3.3熱再生212
8.3.4再生效果比較213
8.4污泥衍生碳材料的再生214
8.4.1酸再生214
8.4.2堿再生215
8.4.3超聲波再生216
8.4.4再生率比較218
參考文獻(xiàn)219