二氧化鈦-生物質活性炭復合材料的制備與性能研究.pdf

1、本文以楊木木屑高溫熱裂解制備生物質油過程中產生的固體富碳產物—生物質炭為原料,采用化學活化法和物理活化法分別制備生物質活性炭。并選擇化學活化法制備活性炭作為負載TiO2光催化劑載體,采用溶膠-凝膠法制備光催化復合材料,并對其光降解性能進行研究。
　　以氫氧化鉀為活化劑,采用化學活化法制備活性炭,探討了堿炭比、活化溫度、活化時間對活性炭亞甲基藍吸附值的影響。利用N2吸附試驗、XRD、FTIR等實驗手段,對原料與制備活性炭的結構與性能

2、進行了表征。結果表明:在堿炭質量比為1.5、活化溫度750℃、活化時間2h的條件下,所制備活性炭亞甲基藍吸附值為170mL/g;BET總比表面積為1514m2/g,中孔比表面積為110m2/g。吸附總孔容為0.821cm3/g,中孔孔容為0.117cm3/g,吸附平均孔徑為2.170nm。
　　以CO2為活化氣體,通過物理活化法制備活性炭。考察了活化溫度、活化時間及CO2流量對活性炭亞甲基藍吸附值的影響。采用中心組合實驗,運用響應

3、曲面進行工藝參數(shù)優(yōu)化。得出最佳的工藝參數(shù)為活化溫度850℃,活化時間3.91h,活化氣體流量30mL/min,此時由軟件預測的亞甲基藍吸附值為10.66mL/0.1g,得率42.66％,實際測得亞甲基藍吸附值9.8mL/0.1g,得率43.58%,與實際相符,驗證了建立模型的有效性。并選擇不同溫度下制備活性炭進行N2吸附脫附等溫線實驗,得到所制備活性炭BET最大可達948m2/g,由BJH理論分可知其中孔比表面積為296m2/g,平均孔

4、徑為3.76nm。
　　以化學法制備活性炭為載體,通過溶膠-凝膠法制備光催化復合材料。利用XRD、FTIR、SEM等實驗手段,對活性炭及負載產物進行表征。結果表明,所制備光催化劑中TiO2為銳鈦礦型,隨著鍛燒溫度及負載量的增加,TiO2晶體顆粒逐漸長大。并考察了鍛燒溫度及TiO2負載量對甲基橙光降解效果的影響,結果表明,在鍛燒溫度500℃,負載量25.64%,0.1g所制備光催化劑對200mL,100mg/L甲基橙溶液降解率可達9