改性活性炭纤维和淀粉炭的吸脱附性能研究

论文摘要

作为吸附材料,活性炭纤维和中孔淀粉炭的吸附性能取决于其孔结构和表面化学性质。本文主要开展了以下三个方面的工作:从表面结构特性、表面化学性质和电化学性质三个方面叙述了国内外在活性炭改性方面的研究进展。表面结构特性改性主要是从增大比表面积和控制孔径分布两方面展开,从而增大吸附量,表面化学性质改性主要是通过氧化还原改变表面含氧酸性、碱性基团的相对含量以及负载金属改性,从而改变对极性、极性较弱或非极性物质的吸附能力;电化学性质改性主要是通过加微电场改变活性炭表面的带电性和由此而产生的化学性质的变化,从而改变吸附性能。活性炭纤维是一种优于传统活性炭的高效吸附材料,具有独特的化学结构、物理结构和吸附性能。本文系统地介绍了ACF的国内外发展以及ACF结构与性能、制备工艺、功能化研究和应用方面的新进展。以硝化棉燃烧和硝酸氧化来改变炭材料的表面活性性质,并用维生素B1（VB1）和叶酸的吸附进行了考察。结果表明:用硝化棉改性之后,表面碱性含氧官能团如-NH、-OH增加,对叶酸的吸附量增加;用硝酸改性之后,其表面酸性含氧官能团增加,对VB1的吸附量增加。脱附量随吸附量的增加而增大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 多孔炭简介
• 1.1.1 多孔炭的种类
• 1.1.2 孔结构分类及其应用
• 1.1.3 表面化学官能团和改性
• 1.1.4 多孔炭的应用
• 1.2 实验目的和预期目标
• 1.2.1 目的
• 1.2.2 预期目标
• 1.3 研究意义与现状
• 1.3.1 研究意义
• 1.3.2 研究现状
• 第二章 文献综述
• 2.1 活性炭改性的研究进展
• 2.1.1 表面物理结构特性的改性
• 2.1.2 表面化学性质的改性
• 2.1.3 电化学性质的改性
• 2.2 活性炭纤维
• 2.2.1 活性炭纤维的结构与性能
• 2.2.2 活性炭纤维的功能化方法
• 2.2.3 活性炭纤维的应用
• 2.2.4 发展前景
• 第三章 实验部分
• 3.1 实验原理
• 3.2 实验原料、试剂和仪器
• 3.2.1 原料
• 3.2.2 试剂
• 3.3 实验内容
• 3.4 试验方法
• 3.4.1 配置模拟体液
• 3.4.2 绘制VB1 和叶酸溶液的标准曲线
• 3.4.3 对炭纤维（ACF）的改性
• 3.4.4 不同浓度时ACF 和改性的ACF 对VB1 和叶酸的吸附
• 3.4.5 不同浓度时ACF 和改性的ACF 对VB1 和叶酸的脱附
• 3.4.6 在模拟体液中ACF 和改性的ACF 对VB1 的吸附
• 3.4.7 在模拟体液中ACF 和改性的ACF 对VB1 的脱附
• 3.4.8 对淀粉基活性炭N,N’-亚甲基关联粉球的改性
• 3.4.9 不同的N,N’-亚甲基关联粉球对VB1 和叶酸的吸附
• 3.4.10 不同的N,N’-亚甲基关联粉球对VB1 和叶酸的脱附
• 3.4.11 在模拟体液中不同N,N’-亚甲基关联粉球对VB1 的吸附
• 第四章 实验结果与数据分析
• 4.1 确定VB1 和叶酸的标准曲线
• 4.1.1 蒸馏水中VB1 的标准曲线
• 4.1.2 蒸馏水中叶酸的标准曲线
• 4.1.3 模拟体液中VB1 的标准曲线
• 4.2 不同ACF 对不同浓度VB1 和叶酸的吸、脱附
• 4.2.1 不同ACF 对不同浓度VB1 的吸附数据
• 4.2.2 不同ACF 对叶酸的吸附
• 4.3 吸附过VB1 和叶酸的不同ACF 的脱附
• 4.3.1 不同ACF 对VB1 的脱附
• 4.3.2 未改性的ACF 对叶酸的脱附
• 4.4 不同N,N -亚甲基关联粉球对 VB1 和叶酸的吸脱附
• 4.4.1 不同N,N’-亚甲基关联粉球对VB1 的吸附
• 4.4.2 未改性的N,N’-亚甲基关联粉球对叶酸的吸附
• 4.4.3 不同的N,N’-亚甲基关联粉球对VB1 的脱附
• 4.4.4 不同的N,N’-亚甲基关联粉球对叶酸的脱附
• 4.5 模拟体液中不同ACF 和N,N -亚甲基关联粉球对 VB1 吸脱附
• 4.5.1 模拟体液中不同ACF 和N,N’-亚甲基关联粉球对VB1 的吸附
• 4.5.2 模拟体液中各种ACF 对VB1 的脱附
• 4.6 实验数据分析
• 4.6.1 不同ACF 和淀粉炭对VB1 和叶酸的吸附数据分析
• 4.6.2 不同ACF 和淀粉炭对VB1 和叶酸的脱附数据分析
• 第五章 实验结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间取得的的学术成果
• 致谢