文档介绍：西安建筑科技大学硕士学位论文
微波法制备秸秆活性炭及其对甲苯吸附性能的研究
专业:环境工程
研究生:赵文峰
指导教师:黄学敏教授
摘要
我国是农业大国,农作物秸秆产量大、分布广、种类多,长期以来一直是农
民生活和农业发展的宝贵资源。但是目前农业废料在生活和生产中由于品位不高、
成分复杂很难进行二次开发利用,同时缺乏政策性引导和资金的投入,致使农业
废料出现严重堆积、填埋、焚烧等现象,不仅造成资源浪费还严重污染着环境制
约人类的发展。同时,传统活性炭原材料单一、价格昂贵、制备工艺复杂、能耗
较高,使得传统活性炭价位居高不下。
本课题选取典型农村秸秆废弃物—小麦秸秆作为原料,研究小麦秸秆制备活
性炭寻求改变传统活性炭原材料单一的格局,并采用微波制备工艺降低能耗,达
到废弃物的二次利用、以废治废的目的。
本实验通过单因素试验和正交试验分别考察了不同的活化剂、不同的浸渍质
量比、不同的微波功率和不同的活化时间等因素对制备活性炭性能的影响,并通
过比表面积和孔径分析获取最佳的制备工艺条件。结果表明用氯化锌为活化剂的
最佳制备工艺条件为:微波功率 500W,浸渍质量比 1:2、活化时间为 4min,此
时制得的活性炭的比表面积最大为 1230m2/g,制备工艺条件对活性炭比表面积大
小影响程度为:微波功率>活化时间>浸渍质量比。
通过自制秸秆活性炭的表征可知:自制秸秆活性炭具有丰富的微孔结构、孔
道打开、碳骨架清晰;自制秸秆活性炭含有较少的含氧官能团说明吸附主要是以
物理吸附为主;氯化锌在秸秆活性炭的制备过程中出了支撑碳骨架外还降低了秸
秆活化的活化能。
本实验研究了自制活性炭和商品活性炭对甲苯的吸附性能。通过改变床层高
度、甲苯的初始浓度、气体的线速度研究不同条件下的吸附性能。实验表明:活
性炭对甲苯的吸附量随初始浓度、床层高度的增加而增加,随气体线速度的减小
呈现略微下降趋势,单位面积秸秆活性炭和商品活性炭吸附甲苯量分别为 、
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表明秸秆活性炭和商品活性炭吸附量相当,实现了秸秆的资源化、以
废治废的目的。
通过绘制甲苯的吸附等温线,并对其进行朗格缪尔(langmuir)、费劳德里希
(freundlich),方程进行线性拟合可以得出活性炭对甲苯的吸附属于第一类曲线,
langmuir 方程比 freundlich 方程拟合效果更好相关系数 R2 达到 ,说明
Langmuir 方程更适合描述甲苯在秸秆活性炭上的吸附行为。
关键字:微波;秸秆;活性炭;甲苯;吸附
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西安建筑科技大学硕士学位论文
Microwave prepared Straw activated carbonAnd its impact on
Toluene Adsorption
Specialty: Environmental Engineering
Name: Wenfeng Zhao
Instructor: Professor Xuemin Huang
Abstract
Our country is agricultural country, the crop straw which has high yield, wide
distribution, variety, is the precious resources for peasant life and agricultural
development for a long time. But now agricultural residue is hard to conduct secondary
development because of its low grade position in the life and
production. At the same time, the serious phenomenon of the agricultural waste
appeared, such as stacking, landfill and incineration, because of the lack of policy
guidance and investment. So it not only causes waste of resources and serious pollution
of the environment that restricts the development of human beings. At the sam