生物炭紫外改性及对VOCs气体吸附性能与机理研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-7页 |
| 1 绪论 | 第13-29页 |
| 1.1 研究背景 | 第13-14页 |
| 1.2 文献综述 | 第14-25页 |
| 1.2.1 VOCs来源及危害 | 第14-15页 |
| 1.2.2 VOCs主要处理技术 | 第15-18页 |
| 1.2.3 VOCs吸附材料 | 第18-20页 |
| 1.2.4 生物炭材料 | 第20-23页 |
| 1.2.5 生物炭改性技术 | 第23-24页 |
| 1.2.6 紫外辐照对碳材料的作用效应 | 第24-25页 |
| 1.3 存在的问题 | 第25页 |
| 1.4 课题的提出与研究内容 | 第25-27页 |
| 1.4.1 研究目的 | 第25页 |
| 1.4.2 研究内容 | 第25-26页 |
| 1.4.3 课题创新点 | 第26页 |
| 1.4.4 研究技术路线 | 第26页 |
| 1.4.5 课题来源 | 第26-27页 |
| 附图 | 第27-29页 |
| 2 生物炭对VOCS的吸附行为 | 第29-51页 |
| 2.1 引言 | 第29页 |
| 2.2 实验试剂与仪器 | 第29-30页 |
| 2.2.1 实验试剂 | 第29-30页 |
| 2.2.2 实验仪器 | 第30页 |
| 2.3 实验方法 | 第30-32页 |
| 2.3.1 生物炭制备 | 第30-31页 |
| 2.3.2 吸附柱实验 | 第31-32页 |
| 2.4 分析方法 | 第32-33页 |
| 2.4.1 比表面积测定 | 第32页 |
| 2.4.2 傅里叶红外光谱(FTIR)分析 | 第32页 |
| 2.4.3 元素组成分析 | 第32页 |
| 2.4.4 表面官能团测定 | 第32页 |
| 2.4.5 吸附量计算 | 第32-33页 |
| 2.5 生物炭理化特征分析 | 第33-36页 |
| 2.5.1 表面官能团含量 | 第33页 |
| 2.5.2 生物炭元素组成 | 第33-34页 |
| 2.5.3 生物炭FTIR分析 | 第34页 |
| 2.5.4 孔隙结构特征分析 | 第34-36页 |
| 2.6 生物炭对苯和甲苯的吸附 | 第36-50页 |
| 2.6.1 生物炭对苯和甲苯吸附效果 | 第36-38页 |
| 2.6.2 苯和甲苯浓度对吸附影响 | 第38页 |
| 2.6.3 动力学模型拟合 | 第38-40页 |
| 2.6.4 颗粒内扩散模型拟合 | 第40-42页 |
| 2.6.5 等温吸附模型拟合 | 第42-44页 |
| 2.6.6 生物炭吸附性能比较 | 第44-45页 |
| 2.6.7 生物炭理化性质与吸附量相关性 | 第45-50页 |
| 2.7 本章小结 | 第50-51页 |
| 3 改性生物炭对VOCS的吸附性能与机理 | 第51-67页 |
| 3.1 引言 | 第51页 |
| 3.2 实验试剂与仪器 | 第51-52页 |
| 3.2.1 实验试剂 | 第51-52页 |
| 3.2.2 实验仪器 | 第52页 |
| 3.3 实验方法 | 第52-53页 |
| 3.3.1 紫外线辐照改性 | 第52页 |
| 3.3.2 吸附柱实验 | 第52-53页 |
| 3.4 分析方法 | 第53页 |
| 3.5 改性生物炭理化性质分析 | 第53-55页 |
| 3.5.1 孔隙结构特征 | 第53-54页 |
| 3.5.2 表面官能团 | 第54页 |
| 3.5.3 元素组成 | 第54页 |
| 3.5.4 FTIR分析 | 第54-55页 |
| 3.6 改性生物炭的吸附结果与讨论 | 第55-65页 |
| 3.6.1 改性生物炭对苯和甲苯吸附效果 | 第55-56页 |
| 3.6.2 初始浓度对吸附量影响 | 第56-57页 |
| 3.6.3 动力学模型拟合 | 第57-58页 |
| 3.6.4 颗粒内扩散模型拟合 | 第58-59页 |
| 3.6.5 等温吸附模型拟合 | 第59-62页 |
| 3.6.6 改性生物炭吸附性能比较 | 第62页 |
| 3.6.7 表面理化性质与吸附性能 | 第62-65页 |
| 3.7 本章小结 | 第65-67页 |
| 4 生物炭的紫外辐照改性机制 | 第67-79页 |
| 4.1 引言 | 第67页 |
| 4.2 实验试剂与仪器 | 第67页 |
| 4.2.1 实验试剂 | 第67页 |
| 4.2.2 实验仪器 | 第67页 |
| 4.3 实验方法 | 第67-68页 |
| 4.3.1 空气中紫外改性 | 第67页 |
| 4.3.2 无氧环境紫外改性 | 第67-68页 |
| 4.4 分析方法 | 第68页 |
| 4.5 紫外辐照对生物炭理化特征的影响 | 第68-75页 |
| 4.5.1 表面官能团含量分析 | 第68-71页 |
| 4.5.2 FITR分析 | 第71页 |
| 4.5.3 元素组成分析 | 第71-72页 |
| 4.5.4 分子结构变化 | 第72-73页 |
| 4.5.5 孔隙结构特征 | 第73-75页 |
| 4.6 紫外辐照对生物炭改性机理讨论 | 第75-76页 |
| 4.7 本章小结 | 第76-79页 |
| 5 改性生物炭对VOCS的动态吸附模拟 | 第79-93页 |
| 5.1 引言 | 第79页 |
| 5.2 实验试剂与仪器 | 第79页 |
| 5.2.1 实验试剂 | 第79页 |
| 5.2.2 实验仪器 | 第79页 |
| 5.3 实验方法 | 第79-80页 |
| 5.3.1 改性生物炭制备 | 第79页 |
| 5.3.2 吸附穿透实验 | 第79-80页 |
| 5.4 分析方法 | 第80页 |
| 5.5 生物炭表面理化特征 | 第80-81页 |
| 5.6 动态吸附结果与讨论 | 第81-92页 |
| 5.6.1 动态吸附性能对比分析 | 第81-82页 |
| 5.6.2 不同VOCs浓度下的吸附穿透曲线 | 第82-83页 |
| 5.6.3 不同温度下的吸附穿透曲线 | 第83-84页 |
| 5.6.4 Yoon-Nelson模型拟合 | 第84-87页 |
| 5.6.5 Thomas模型拟合 | 第87-89页 |
| 5.6.6 BDST模型拟合 | 第89-92页 |
| 5.7 本章小结 | 第92-93页 |
| 6 苯和甲苯在改性生物炭上的热脱附行为 | 第93-111页 |
| 6.1 引言 | 第93页 |
| 6.2 实验试剂、仪器与方法 | 第93-94页 |
| 6.2.1 实验试剂 | 第93页 |
| 6.2.2 实验仪器 | 第93页 |
| 6.2.3 实验方法 | 第93-94页 |
| 6.3 热重实验曲线分析 | 第94-96页 |
| 6.4 多升温速率法研究理论 | 第96-101页 |
| 6.4.1 等转化率法求取活化能 | 第96-97页 |
| 6.4.2 主曲线法确定最概然机理函数 | 第97-101页 |
| 6.4.3 指前因子的计算 | 第101页 |
| 6.5 多升温速率法的脱附研究结果 | 第101-105页 |
| 6.5.1 脱附活化能计算 | 第101页 |
| 6.5.2 最概然机理函数推断 | 第101-104页 |
| 6.5.3 指前因子计算 | 第104-105页 |
| 6.6 单升温速率法与多升温速率法结合研究 | 第105-108页 |
| 6.6.1 单升温与多升温法的结合 | 第105页 |
| 6.6.2 单升温速率法与多升温速率法计算结果 | 第105-107页 |
| 6.6.3 动力学分析结果验证 | 第107-108页 |
| 6.7 两种方法计算结果比较 | 第108-109页 |
| 6.8 本章小结 | 第109-111页 |
| 7 生物炭吸附剂的再生与循环利用 | 第111-123页 |
| 7.1 引言 | 第111页 |
| 7.2 实验试剂与仪器 | 第111页 |
| 7.2.1 实验试剂 | 第111页 |
| 7.2.2 实验仪器 | 第111页 |
| 7.3 实验方法 | 第111-112页 |
| 7.3.1 改性生物炭制备 | 第111页 |
| 7.3.2 吸附穿透实验 | 第111页 |
| 7.3.3 热再生实验 | 第111-112页 |
| 7.4 分析方法 | 第112页 |
| 7.5 热再生温度确定 | 第112-113页 |
| 7.6 热再生实验结果与讨论 | 第113-120页 |
| 7.6.1 苯循环吸附穿透曲线 | 第113-114页 |
| 7.6.2 甲苯循环吸附穿透曲线 | 第114-115页 |
| 7.6.3 苯循环吸附穿透曲线拟合 | 第115-117页 |
| 7.6.4 甲苯循环吸附穿透曲线拟合 | 第117-120页 |
| 7.7 本章小结 | 第120-123页 |
| 8 结论与建议 | 第123-125页 |
| 8.1 结论 | 第123页 |
| 8.2 建议 | 第123-125页 |
| 致谢 | 第125-127页 |
| 参考文献 | 第127-147页 |
| 附录 | 第147页 |
| A. 作者在攻读博士学位期间发表的学术论文 | 第147页 |
| B. 作者在攻读博士学位期间主研和参与的科研项目 | 第147页 |
