二氧化鈦-生物質(zhì)活性炭復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、本文以楊木木屑高溫?zé)崃呀庵苽渖镔|(zhì)油過(guò)程中產(chǎn)生的固體富碳產(chǎn)物—生物質(zhì)炭為原料,采用化學(xué)活化法和物理活化法分別制備生物質(zhì)活性炭。并選擇化學(xué)活化法制備活性炭作為負(fù)載TiO2光催化劑載體,采用溶膠-凝膠法制備光催化復(fù)合材料,并對(duì)其光降解性能進(jìn)行研究。
　　以氫氧化鉀為活化劑,采用化學(xué)活化法制備活性炭,探討了堿炭比、活化溫度、活化時(shí)間對(duì)活性炭亞甲基藍(lán)吸附值的影響。利用N2吸附試驗(yàn)、XRD、FTIR等實(shí)驗(yàn)手段,對(duì)原料與制備活性炭的結(jié)構(gòu)與性能

2、進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:在堿炭質(zhì)量比為1.5、活化溫度750℃、活化時(shí)間2h的條件下,所制備活性炭亞甲基藍(lán)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(guò)物理活化法制備活性炭?？疾炝嘶罨瘻囟?、活化時(shí)間及CO2流量對(duì)活性炭亞甲基藍(lán)吸附值的影響。采用中心組合實(shí)驗(yàn),運(yùn)用響應(yīng)

3、曲面進(jìn)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(shí)間3.91h,活化氣體流量30mL/min,此時(shí)由軟件預(yù)測(cè)的亞甲基藍(lán)吸附值為10.66mL/0.1g,得率42.66％,實(shí)際測(cè)得亞甲基藍(lán)吸附值9.8mL/0.1g,得率43.58%,與實(shí)際相符,驗(yàn)證了建立模型的有效性。并選擇不同溫度下制備活性炭進(jìn)行N2吸附脫附等溫線實(shí)驗(yàn),得到所制備活性炭BET最大可達(dá)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(xué)法制備活性炭為載體,通過(guò)溶膠-凝膠法制備光催化復(fù)合材料。利用XRD、FTIR、SEM等實(shí)驗(yàn)手段,對(duì)活性炭及負(fù)載產(chǎn)物進(jìn)行表征。結(jié)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(fù)載量的增加,TiO2晶體顆粒逐漸長(zhǎng)大。并考察了鍛燒溫度及TiO2負(fù)載量對(duì)甲基橙光降解效果的影響,結(jié)果表明,在鍛燒溫度500℃,負(fù)載量25.64%,0.1g所制備光催化劑對(duì)200mL,100mg/L甲基橙溶液降解率可達(dá)9