膨胀石墨对油类的吸附及其再生性能的研究

摘要

近些年，随着石油工业的发展以及海上溢油事件的发生，产生了大量的石油废水，其特点是浓度高、色泽深、成分复杂，由于大量的排入江河湖海，严重地污染了水体环境。因而石油废水的处理成为人们关注的焦点和研究的重点。目前石油废水的处理方法有物理法、化学法、生化法等。物理法中的吸附法是最常见的方法，它是一种物质附着在另一种物质表面上的过程。多孔性固体物质可作为吸附剂，如活性炭、吸附树脂等。
　　本论文通过膨胀石墨(Exfoliatedgraphite，简称EG)与其它的吸附材料对油吸附实验的比较及扫描电镜对膨胀石墨形貌观察、N2吸附(BET)测试等手段，着重研究了EG对各种不同粘度的油的吸附现象和影响吸附效率的各种因素，并探讨了其吸附机理。同时初步探讨了膨胀石墨吸附油后的再生方法及其再生效率，并观察再生后的膨胀石墨和回收后油
　　品的性质的改变程度。
　　吸附实验结果表明：蠕虫状EG对油的吸附量远高于其它的吸附材料，它不仅具有高的饱和吸附量同时具有高的吸附速率；同时膨胀石墨、油的性质以及试验中的操作条件均会对膨胀石墨的吸附产生重大的影响。膨胀石墨的高的吸附性能主要是由膨胀石墨的孔结构所决定的。SEM观察及BET测试表明：蠕虫状膨胀石墨为网络状孔隙结构，内部和表面以大孔和中孔为主，这就决定了其适合于吸附油类等有机大分子物质。同时从热力学和表面化学出发，对蠕虫状EG为代表的多孔炭材料的吸油机理进行了探讨。分析推测，由于EG具有自发吸附其他分子或原子，而使表面能降低的趋势，且表面带有与油类物质中类似的活性官能团，因而其对油类物质具有很强的选择吸附能力。
　　在本论文的最后初步探讨了膨胀石墨的四种再生方法。它们分别是：简单压缩法、抽滤法、有机溶剂法和加热燃烧法。结果表明：四种方法均具有较高的脱油率和再生效率。其中以有机溶剂法和加热燃烧法的再生效率为最高，但这两种方法虽对膨胀石墨具较高再生率，却不能回收油品；简单压缩法有高的脱油率，但对膨胀石墨的破坏最大；抽滤法不仅拥有高的脱油率和再生效率，同时它能使膨胀石墨再生和回收油品，效果相对较好。

目录

膨胀石墨对油类的吸附及其再生性能的研究

THE RESEARCH ON SORPTION CAPACITY TO THE OILS AND RECOVERY CAPACITY OF EXFOLIATED GRAPHITE

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 含油废水概述

1.2 含油废水的特点及其治理现状

1.2.1 含油废水的特点

1.2.2 含油废水处理的研究现状

1.3 膨胀石墨材料概述

1.3.1 膨胀石墨简介

1.3.2 膨胀石墨的结构

1.3.3 膨胀石墨的制备

1.3.4 膨胀石墨的国内外研究现状

1.3.5 膨胀石墨的应用现状

1.4 膨胀石墨在环境方面的应用

1.4.1 膨胀石墨在水环境治理方面的应用

1.4.2 膨胀石墨在大气环境治理方面的应用

1.5 本课题的提出、研究内容及意义

1.5.1 课题的背景

1.5.2 本课题研究内容及意义

第2章 试验装置与检测方法

2.1 试验材料

2.2 试验装置与流程

2.3 试验的测试方法

2.4 试验内容及安排

第3章 膨胀石墨对油的吸附性能的研究

3.1 膨胀石墨对油类的吸附能力的研究

3.2 膨胀石墨的吸附影响因素的研究

3.3 膨胀石墨吸油机理的初步探讨

3.4 本章小结

第4章 膨胀石墨的再生

4.1 简单压缩法

4.2 抽滤法

4.3 有机溶剂法

4.4 加热燃烧再生法

4.5 本章小结

第5章 膨胀石墨吸附再生前后的形貌表征

5.1 膨胀石墨吸附前的形貌表征

5.2 膨胀石墨吸附后的形貌表征

5.3 膨胀石墨再生后的形貌表征

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢