生物质活性炭制备改性及脱硫性能的研究.pdf

生物质活性炭制备改性及脱硫性能的研究 学位论文完成日期： 指导教师签字 答辩委员会成员签字：二垒墨炒 、咝夕 伊 班k 中文摘要 l I I Il ll ll l ll lll lll ll ll Y 2 5 5 3 18 4 生物质活性炭制备改性及脱硫性能的研究 摘要 最近，雾霾天气大范围的出现，并且具有持续时间长的特点，而汽车尾气 又是雾霾的主要原因之一，所以世界各国对燃料油的硫含量排放标准将会越来 越严格由于吸附脱硫具有操作成本低、零耗氢、十六烷值损失小等优点而被 广泛关注酒糟渣活性炭具有廉价易得、比表面积大、孔径发达的特点而被应 用在环境净化领域本文以酒糟渣为原料在不同条件下制备了酒糟渣活性炭， 并对制备出的酒糟渣活性炭进行改性，并以此作为载体制备了一系列的负载型 催化剂，并对酒糟渣改性活性炭以及负载后的催化剂的脱硫性能进行评价，以 B E T 、S E M 、X R D 、F T —I R 、T P R 以及G C 等手段对制备的催化剂进行表征 首先，采用浓酸炭化法，K O H 活化法进行了活性炭的制备通过正交实验考 察了活化温度、活化时间、炭碱比和酒糟渣f l K O H 质量比对活性炭制备的影响， 得出最优制备酒糟渣活性炭的条件为活化温度为8 0 0 。

C 、活化时间3 h 、碱炭比 3 ：1 、酒糟渣f l K O H 质量比为4 ，对制备的酒糟渣活性炭进行了S E M 、B E T 、F T - I R 、 X R D 表征，并进行分析其碘吸附值为2 2 1 6 ．3 m g ／g ，亚甲基蓝吸附值为 3 8 9 ．4 0 m L ／g 活性炭在最优条件下，制备的酒糟渣活性炭性炭颗粒呈不规则状， 孔径分布均匀，颗粒表面比较光滑，；孔径分布较集中，主要是微孔和中孑L ，大 孔较少，D F T 比表面积为3 6 5 4 ．9m 2 ／g ，总孔容达到0 ．8 8 2 4 8 c m 3 ／g ，平均孔径约 为2 ．1 n m ；表面存在醇羟基、酚羟基、醚基、羧基、酯基等官能团：没有微晶 结构，几乎全部为无定形态 其次，对酒糟渣活性炭载体进行一系列的改性研究，增加了酒糟渣活性炭 吸附脱硫化合物的能力1 、对酒糟渣活性炭进行除灰分处理，将表面的灰分去 除，使孔道更多、更大；2 、对酒糟渣活性炭进行了氧化处理，使酒糟渣活性炭 的表面酸性基团增多，也就是说使其化学吸附性更强；3 、对酒糟渣活性炭进行 负载，通过负载活性组分增加表面活性中心实验结果表明：用酸碱法除灰分 都可以使酒糟渣活性炭的比表面积、孔容及孔径增大，但是经酸法除灰分后的 中文摘要 酒糟渣活性炭吸附脱硫效果更好一些；氧化剂H N O 。

改性效果较H C l 0 ．的改性效 果好；当酒糟渣活性炭与H N O 的氧化比例1 ：5 、氧化温度7 0 C 、氧化时间6h 时，改性后的酒糟渣活性炭的比表面积大、孔道分布均匀、孔径大小均一；活 性组分Z n O 负载到酒糟渣活性炭上，活性炭的吸附活性大大增加，脱硫效率升 高；焙烧温度3 5 0 C 、焙烧时间3 h 时，酒糟渣活性炭的吸附活性最高，脱硫率 可达9 1 ％ 最后，采用除灰分、改性后的酒糟渣活性炭作为载体，制备了A g ／A C 吸附 剂，进行了对模型柴油中苯并噻吩的脱除性能的研究以硝酸氧化改性后的酒 糟渣活性炭为载体负载A g C l 所制备的吸附剂脱硫率达8 9 ．8 5 ％探讨了A g N O 在酒糟渣活性炭上的吸附行为及金属银对苯并噻吩的吸附脱除机理 关键j 囿：酒糟渣；活性炭；硝酸改性；吸附脱硫 U A B S T R A C T S T U D YO FT H EP R E P A R A T I O N ，I M P R O V E M E N TA N D D E S U L F U I U Z A T I O NP E R F O R M A N C EO FB I O M A S S A C T I V A T E DC A R B O N A BS T R A C T R e c e n t l y , w i t haw i d er a n g eo fe m e r g e n c eo fh a z e ，a n dl o n gd u r a t i o n ，a u t o m o b i l e e x h a u s ti so n eo ft h em a i nr e a s o no fh a z e ，S Ot h a tt h ew o r l de m i s s i o ns t a n d a r d sf o r s u l f u rc o n t e n to ff u e lo i lw i l lb em o r ea n dm o r es t r i n g e n t ．T h ea d s o r p t i v e d e s u l f u r i z a t i o nt e c h n o l o g yr e c e i v e dw i d e s p r e a dc o n c e r nd u et ot h e i rl o wo p e r a t i n g c o s t s ，z e r oh y d r o g e nc o n s u m p t i o na n dl o wo c t a n el o s s ．A c t i v a t e dc a r b o nc a nb e e a s i l ya n dc h e a p l yo b t a i n e da n dh a sb e e nw i d e l yu s e di na r e a ss u c ha se n v i r o n m e n t a l p u r i f i c a t i o nd u et oi t sb i gs p e c i f i cs u r f a c ea r e aa n dd e v e l o p e dp o r ed i s t r i b u t i o n ．I n t h i sp a p e r ，a c t i v a t e dc a r b o nw e r ep r e p a r e du n d e rd i f f e r e n tc o n d i t i o n su s e dd i s t i l l e r ’S g r a i n s a sr a wm a t e r i a l s ，a n dm o d i f i e da c t i v a t e dc a r b o np r e p a r e db yd i s t i l l e r ’S g r a i n s ．T h em o d i f i c a t i o no fa c t i v a t e dc a r b o n ，p r e p a r a t i o no f a d s o r b e n ta n dt h ee f f e c t o fa d s o r p t i o nw e r ei n v e s t i g a t e d ．T h em o d i f i c a t i o no fa c t i v a t e dc a r b o na n dc a t a l y s t w e r ec h a r a c t e r i z e da n de v a l u a t e db yB E T 、S E M 、X R D 、F T - I R 、T P R a n dG C ． F i r s t l y , D i s t i l l e r ’Sg r a i n sw a su s e dt op r e p a r ea c t i v a t e dc a r b o nb yc o n c e n t r a t e d s u l f u r i ca c i dc h a r r i n gm e t h o du s i n gp o t a s s i u mh y d r o x i d e ( K O H ) a sa c t i v a t i n ga g e n t T h ee f f e c t so fa c t i v a t i o nt e m p e r a t u r e s ，a c t i v a t i o nt i m e ，K O H ／Cr a t i o sa n dd i s t i l l e r ’S g r a i n s ／K O H r a t i o so ft h ep r e p a r e da c t i v a t e dc a r b o nw e r ei n v e s t i g a t e db yo g h o g o n a l A B S T R A C T e x p e r i m e n t ．A c t i v a t i o nt e m p e r a t u r eo f8 0 0 。

C ，a c t i v a t i o nt i m eo f3 ．0h o u r , K O H ／C r a t i o so f3 ：1a n dd i s t i l l e r ’Sg r a i n s ／K O Hr a t i o so f4 ．0i st h eO p t i m a lc o n d i t i o n ．U s i n g S E M ，B E T , F T - I R ，X R Da n a l y s i s e sw e r ec a r r i e do u tt oc h a r a c t e r i z e ．T h ei o d i n ea n d m e t h y l e n eb l u ea d s o r p t i o nv a l u eo ft h ec a r b o na r e2 2 1 6 ．3m g ／ga n d3 8 9 ．4 0m L ／g ， r e s p e c t i v e l y ．U n d e ro p t i m a lc o n d i t i o n s ，t h ed i s t i l l e r sg r a i n sa c t i v a t e dc a r b o np a r t i c l e s w e r ei r r e g u l a rs h a p e ，p o r es i z ee v e n l yd i s t r i b u t e d ，p a r t i c l es u r f a c ei s s m o o t h ；p o r e s i z ed i s t r i b u t i o ni sm o r e c o n c e n t r a t e d ，m a i n l ym i c r o p o r o u s a n d m e s o p o r o u s ， m a c r o p o r o u sc o m p a r e dl e s s ，D F Ts p e c i f i cs u r f a c ea r e ao f3 6 5 4 ．9m 2 ／g ，at o t a lp o r e v o l u m er e a c h e s0 ．88 2 4 8 c m 3 ／g ．a n a v e r a g ep o r ed i a m e t e ro fa b o u t 2 ．1n m ．A n a l c o h o l i ch y d r o x y lg r o u p ，ap h e n o l i ch y d r o x y lg r o u p ，。