小球藻基氮磷共掺杂碳材料的制备及亚甲基蓝吸附性能研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sheryme
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
N、P原子具有和C原子不同的原子半径和电负性,可改变碳材料的电子结构,使碳材料产生新的活性位点,引起碳材料石墨缺陷程度发生变化,有潜力提高碳材料的吸附性能进而提高其应用范围和使用价值。小球藻N元素含量高,是制备氮掺杂碳材料的天然原料,具有成本低、产量大、不占农用地、可再生等优点。目前,N、P元素的掺杂对碳材料吸附亚甲基蓝性能的影响,仍需进一步研究。本文以小球藻为原料、磷酸为活化剂,同时分别作为N源和P源,通过先浸渍再热解获得N、P掺杂小球藻活性炭Chlorella Activated Carbon。并研究其对染料废水中亚甲基蓝(Methylene Blue)的吸附性能。探究了磷酸比例、活化温度、活化时间对小球藻活性炭吸附性能的影响,以亚甲基蓝吸附量为指标获得最佳制备工艺条件;再通过BET、SEM-EDS、TEM、元素分析、红外、拉曼光谱等一系列表征,研究所制备碳材料的理化特性;最后选择吸附性能最好的小球藻活性炭,研究其对亚甲基蓝的吸附机理。得到以下结论:酸料比、热解温度、热解时间分别为3、700℃、30 min时制备的活性炭材料,对亚甲基蓝有最大吸附量(886 mg/g),其比表面积高达864.92 m~2/g,含有丰富的微介孔结构,平均孔径为3.26 nm,介孔率达到88.6%。SEM-EDS、TEM表征显示其表面形貌粗糙、呈现不规则、不均匀的结构,内部有明显的孔隙结构,碳材料中C、N、P、O元素均匀的分散其中。通过元素分析可知N元素掺杂比例高达4.10%、P元素比例达到0.87%。通过红外曲线分析,小球藻活性炭表面含有丰富的N、P官能团;通过拉曼分析,样品的石墨边缘缺陷程度大,孔隙丰富。同时研究了吸附时间和初始浓度对小球藻活性炭亚甲基蓝吸附性能的影响,在温度为45℃、吸附时间为100 min、亚甲基蓝初始浓度为100 mg/L时有最高的平衡吸附量。动力学拟合分析得到小球藻活性炭对亚甲基蓝吸附中同时存在物理、化学吸附;等温线拟合分析得出吸附类型为单层吸附;热力学拟合分析得到小球藻活性炭对亚甲基蓝吸附过程是自发进行的吸热反应,升高温度更有利于吸附进行。综上分析,本论文制备的N、P掺杂小球藻活性炭具有比表面积大、吸附性能好的优点,为今后利用微藻制备掺杂碳材料吸附性能研究提供基本思路和理论依据。
其他文献
准确可靠地监测和评估锂电池荷电状态(SOC)是完善充放电策略,避免电池滥用和保证锂电池有效且高效工作的前提,也是实现高级电池管理和梯次利用电池状态检测的关键技术之一。为了探索超声无损检测技术在工业领域中新的应用方向和锂离子电池内部状态检测新技术,研究一种使用超声波检测锂电池荷电状态的新方法。主要从以下几个方面展开研究工作:(1)建立锂电池SOC的声学表征理论模型。首先基于超声波在分层介质的分界面上
学位
随着机器人在工业生产和生活服务中的应用越来越多,机器人所处的环境也越来越复杂,对机器人功能的需求也越来越多样化,机器人在高速、重复和高精度的场合中有着出色的表现,人类虽然在上述场合中不是很擅长,但是人类的认知能力是机器人无法替代的,人机协同控制研究也逐渐成为热点。协作机器人的目标是将机器人的重复性表现与人类的个人技能和认知能力相结合起来。基于此,为了保证人机协作过程中人体自身的安全,本文以六轴协作
学位
随着现代工厂朝着自动化、智能化的方向高速发展,机械设备的复杂程度也越来越高。在复杂化的机械设备中,旋转机械部件轴承、齿轮是不可或缺的一部分。进行旋转机械部件故障诊断对于保证机械设备稳定运行具有重要意义。近些年,基于深度学习的智能故障诊断方法得到了广泛发展。神经网络模型的性能依赖于充足的训练样本,且要求训练数据和目标数据的分布相同。然而在实际工业设备中,机械设备的工作条件是多变的,我们无法针对各个工
学位
目的:观察散偏汤联合盐酸氟桂利嗪胶囊治疗偏头痛的临床疗效。方法:将80例偏头痛患者按随机数字表法分为对照组和观察组各40例。对照组给予盐酸氟桂利嗪胶囊治疗,观察组在对照组基础上加服散偏汤。比较2组治疗前、疗程结束1个月后数字疼痛量表(NRS)评分及中医证候积分,并评价临床疗效。结果:治疗前,2组NRS评分及中医证候积分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。疗程结束1个月后,2组NRS评分及中医证
期刊
随着全球人口老龄化程度不断加深和肢体残疾人群的不断增加,下肢功能障碍者对康复需求越来越大,因此,下肢康复机器人的发展潜力也越来越大。本文对国内外下肢康复机器人的研制进程进行了调查分析,研究设计了一款基于人体步态轨迹的单自由度的下肢康复机器人。主要完成的研究工作内容如下:(1)首先,通过介绍下肢的康复理论,研究了下肢运动关节结构特性、运动形式及运动步态特性。然后利用多摄像机快速人体定位算法,通过实验
学位
电力物资全寿命周期管理是指电力物资从采购需求的提出到投运后形成电力资产,再到资产退役处置的全过程信息可追溯可跟踪。实现电力物资全寿命周期管理对于电网中单体价值高、重要程度高的设备尤为重要。现有的电力物资管理方式难以实现全寿命周期管理。文章深度融合射频识别技术(RFID)和二维码标签技术,实现物资和单据均贴签赋码,配合掌上电脑(PDA)手持终端扫码随时识别物资。文章通过采用联盟链技术,实现电力物资全
期刊
随着数字化与智能化席卷而来,欠驱动机械系统在机器人、航空航天、深海探测和交通运输等领域发挥了越来越重要的作用。相较于全驱动机械系统,欠驱动系统在保持相同自由度的情况下具有更灵活的结构,欠驱动控制研究可以有效处理驱动机构损坏情况,或抑制由于系统本身欠驱动特性所带来的弊端,增强系统安全性和可靠性。欠驱动系统存在包括动态模型误差、参数不确定性和外部干扰导致的不确定性,因此,探索系统的不确定性,有效处理输
学位
目的:观察益气补肾止喘汤联合常规西药治疗小儿哮喘的效果,与对患儿肺功能及气道反应指标的影响。方法:选择86例脾肾气虚型哮喘患儿作为研究对象,随机分为观察组和对照组各43例,2组患儿均给予常规西药治疗,观察组加予益气补肾止喘汤治疗。比较2组患儿的临床症状改善时间,治疗前后的炎症指标[C-反应蛋白(CRP)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞计数(WBC)及中性粒细胞计数(NEUT)]、肺功能指标
期刊
服装吊牌是服装产品中重要的组成元素,具有转递服装信息、宣传公司文化等作用。目前,吊牌穿绳的工作主要是依靠工人手动进行的,其主要弊端是自动化程度低、生产效率低、工人长时间劳动易引起手指和颈椎疼痛等问题。基于此种状况,本文提出了一种服装吊牌自动穿联装备,用于实现服装吊牌穿绳工作的自动化,以此提高穿绳的效率、减少人工参与。本文通过调研并对比目前已有的吊牌穿绳机,设计出一种新型的吊牌自动穿绳装置。首先,把
学位
我国人口基数大,人口老龄化速率高,老龄事业和养老服务整体发展水平较低,面临着价格昂贵、福利机构床位紧缺、设备单一和服务技术不专业等一系列问题,此外养老行业也已经开始探索通过引入高新技术产品的方式,来减少运营成本和工作人员的服务压力。针对以上需求,本文设计了一款具备起背、侧翻、屈腿和如厕功能的护理床,该多功能护理床集成有座便器,通过电机驱动床板向左右两侧移动,打开座便器的窗口,同时驱使座便器向上升起
学位