博士研究生中期考核

汉麻秆活性炭负载纳米汉麻秆活性炭负载纳米金属氧化物金属氧化物催催化降解对氧磷及甲醛气体的研究化降解对氧磷及甲醛气体的研究姓名姓名：学学号号：导师：高建民导师：高建民 教授教授 郝新敏郝新敏 高级工程师高级工程师北京林业大学北京林业大学博士生中期考核博士生中期考核目录目录一、研究一、研究工作进展情况工作进展情况二二、现阶段研究成果、现阶段研究成果三三、下一步研究计划、下一步研究计划四四、研究中遇到的问题、研究中遇到的问题五五、按期完成论文的可能性、按期完成论文的可能性炭化工艺炭化工艺活化温度活化温度活化时间活化时间活化剂种类活化剂种类活化剂用量活化剂用量汉麻秆活性炭汉麻秆活性炭的制备工艺的制备工艺金属氧化物的金属氧化物的负载负载改性改性对对对对氧磷和甲醛气体的氧磷和甲醛气体的吸附、降解、自解吸性吸附、降解、自解吸性能及其机理的研究能及其机理的研究表面表面氧氧化处理化处理TiO2的负载的负载ZnO的负载的负载硝酸硝酸双氧水双氧水氮气氮气吸附吸附曲线曲线元素分析元素分析XRD、IRGC-MS研究内容研究内容1.1.汉麻秆活性炭的制备工艺汉麻秆活性炭的制备工艺活化时间活化时间活化剂添加量活化剂添加量l20minl40minl60minl80minl100minl1(活化剂活化剂/炭化炭化料料)l2(活化剂活化剂/炭化料炭化料)l3(活化剂活化剂/炭化料炭化料)l4(活化剂活化剂/炭化料炭化料)l5(活化剂活化剂/炭化料炭化料)活化温度活化温度l700l750l800l850l900研究工作进展情况研究工作进展情况以汉麻秆芯为原料，进过碳化处理后，在氮气保护以汉麻秆芯为原料，进过碳化处理后，在氮气保护条件下采用化学活化法成功制备出比表面积高达条件下采用化学活化法成功制备出比表面积高达2311m2311m2 2/g/g的超级活性炭的同时保留住了汉麻秆芯中的天的超级活性炭的同时保留住了汉麻秆芯中的天然纳米级微孔结构。制得的汉麻秆芯活性炭的总孔容然纳米级微孔结构。制得的汉麻秆芯活性炭的总孔容为为1.21cm1.21cm3 3/g/g，平均孔径为，平均孔径为2.15nm 2.15nm ，微孔率为，微孔率为59.46%59.46%，并进一步研究了活化温度、活化时间、活化剂用量等并进一步研究了活化温度、活化时间、活化剂用量等条件对活性炭的比表面积、孔结构参数及产率的影响。条件对活性炭的比表面积、孔结构参数及产率的影响。1.汉麻秆活性炭的制备工艺010020030040050060070080090000.20.40.60.81Volume (cm3/g)Relative pressure (P/P0)3:13.5:14:14.5:15:15.5:16:100.20.40.60.811.21.41.6012345Pore volume(cm3/g)Pore diameter(nm)3:13.5:14:14.5:15:15.5:16:1现阶段研究成果现阶段研究成果1.1.汉麻秆活性炭的制备工艺汉麻秆活性炭的制备工艺现阶段研究成果现阶段研究成果正在正在以超级汉麻秆芯活性炭的制备工艺条件和机以超级汉麻秆芯活性炭的制备工艺条件和机理理分析方面的数据为内容，撰写一篇分析方面的数据为内容，撰写一篇SCISCI中中研究工作进展情况研究工作进展情况2.2.纳米金属氧化物对汉麻秆活性炭的负载纳米金属氧化物对汉麻秆活性炭的负载已经成功已经成功在汉麻秆活性炭的表面负载上了纳米金属在汉麻秆活性炭的表面负载上了纳米金属氧化物（如氧化物（如ZnOZnO、TiOTiO2 2等）。并通过氮气吸附、元素分等）。并通过氮气吸附、元素分析、析、SEMSEM、FTIRFTIR、XPSXPS等方法，研究了负载时间、纳米等方法，研究了负载时间、纳米金属氧化物浓度、纳米金属氧化物种类等对汉麻秆活金属氧化物浓度、纳米金属氧化物种类等对汉麻秆活性炭的表面性质、孔道结构的影响。性炭的表面性质、孔道结构的影响。现阶段研究成果现阶段研究成果2.2.纳米金属氧化物对汉麻秆活性炭的负载纳米金属氧化物对汉麻秆活性炭的负载这部分的研究成果结合前面超级活性炭的制备内容这部分的研究成果结合前面超级活性炭的制备内容一起，已经撰写完成了三篇专利，并都已经进入了实一起，已经撰写完成了三篇专利，并都已经进入了实质审查阶段。质审查阶段。现阶段研究成果现阶段研究成果2.2.纳米金属氧化物对汉麻秆活性炭的负载纳米金属氧化物对汉麻秆活性炭的负载研究工作进展情况研究工作进展情况3.3.改性汉改性汉麻秆麻秆活性炭活性炭对甲醛气体、对氧对甲醛气体、对氧磷磷等等有毒物质的吸附、降解性能的研究有毒物质的吸附、降解性能的研究关于超高比表面积改性活性炭对甲醛气体、对氧磷关于超高比表面积改性活性炭对甲醛气体、对氧磷等有毒物质的吸附、降解、自解吸性能及其机理的研等有毒物质的吸附、降解、自解吸性能及其机理的研究，目前已经完成了前期预实验的阶段，并已成功实究，目前已经完成了前期预实验的阶段，并已成功实践出了对六价（践出了对六价（VIVI）铬离子的吸附条件和吸附机理的）铬离子的吸附条件和吸附机理的探讨研究。这部分成果已经撰写了一篇探讨研究。这部分成果已经撰写了一篇SCISCI，并已发表，并已发表在在RSC AdvancesRSC Advances上上。现阶段研究成果现阶段研究成果3.3.改性汉改性汉麻秆麻秆活性炭活性炭对甲醛气体、对氧对甲醛气体、对氧磷磷等等有毒物质的吸附、降解性能的研究有毒物质的吸附、降解性能的研究现阶段研究成果现阶段研究成果3.3.改性汉改性汉麻秆麻秆活性炭活性炭对甲醛气体、对氧对甲醛气体、对氧磷磷等等有毒物质的吸附、降解性能的研究有毒物质的吸附、降解性能的研究下一步研究计划下一步研究计划1.1.表面氧化处理表面氧化处理对汉麻杆芯活性炭进行表面氧化处理，并对汉麻杆芯活性炭进行表面氧化处理，并用元素分析、傅里叶红外变换光谱技术用元素分析、傅里叶红外变换光谱技术(FT-IR)、Boehm滴定法等方法测定含氧官能团的滴定法等方法测定含氧官能团的含量及组成，并探索表面氧化处理过程中含含量及组成，并探索表面氧化处理过程中含氧官能团的衍变历程，并解析其对汉麻秆活氧官能团的衍变历程，并解析其对汉麻秆活性炭的表面性质的影响。性炭的表面性质的影响。下一步研究计划下一步研究计划2.2.对对氧磷和甲醛气体的吸附对对氧磷和甲醛气体的吸附、降解、自降解、自解吸性能及其机理的研究解吸性能及其机理的研究 研究研究在紫外光照的条件下，不同吸附条在紫外光照的条件下，不同吸附条件对负载有金属氧化物（如件对负载有金属氧化物（如ZnO、TiO2等）等）或是经过表面氧化处理的汉麻秆活性炭对对或是经过表面氧化处理的汉麻秆活性炭对对氧磷溶液的吸附、降解、自解吸性能的影响氧磷溶液的吸附、降解、自解吸性能的影响及其机理分析。及其机理分析。 综合综合氮气吸附曲线、元素分析、氮气吸附曲线、元素分析、XRD、IR、GC-MS等方法深入解析改性活性炭材料等方法深入解析改性活性炭材料的孔隙结构、表面性质、催化介质等对甲醛的孔隙结构、表面性质、催化介质等对甲醛气体的吸附、降解、自解吸性能的影响及其气体的吸附、降解、自解吸性能的影响及其机理分析。机理分析。研究中遇到的问题研究中遇到的问题ZnO、TiO2等纳米氧化物的催化降解能力比等纳米氧化物的催化降解能力比较依赖于紫外光照条件，是否可以采用别的纳米较依赖于紫外光照条件，是否可以采用别的纳米氧化物来进行替代，以避开这苛刻的反应条件要氧化物来进行替代，以避开这苛刻的反应条件要求求纳米金属负载汉麻杆芯活性炭吸附甲醛气纳米金属负载汉麻杆芯活性炭吸附甲醛气体时，甲醛体时，甲醛气体吸附装置的搭建及其气密性的气体吸附装置的搭建及其气密性的保证，甲醛气体检测方法的选择保证，甲醛气体检测方法的选择按期完成论文的可能性按期完成论文的可能性本文目前的研究进展与预期的研究计划较本文目前的研究进展与预期的研究计划较为一致，论文能够达到预期的目标，论文所为一致，论文能够达到预期的目标，论文所做的工作与开题报告内容较为符合。预计答做的工作与开题报告内容较为符合。预计答辩时间为辩时间为2017年年6月。月。敬请各位老师指导敬请各位老师指导谢谢 谢！谢！