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,并對其光降解性能進行研究。
　　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(jié)構(gòu)與性能

2、進行了表征。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?？疾炝嘶罨瘻囟?、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(yīng)

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(yù)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(xué)法制備活性炭為載體,通過溶膠-凝膠法制備光催化復(fù)合材料。利用XRD、FTIR、SEM等實驗手段,對活性炭及負載產(chǎn)物進行表征。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(jié)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