基于枫香树成熟果球的多孔炭球的制备及其对有机污染物吸附性能的研究开题报告

全文总字数：3356字

1. 研究目的与意义

伴随着我国经济的快速发展和对能源需求的极具增加，其应用范围还在继续拓展，消耗量也日趋增大。在原油的开采、加工、运输以及各种炼制油的大量使用过程中，由于工艺水平和处理技术的限制，大量含油类物质的废水、废渣不可避免地排入水体，随之产生的环境污染问题也越来越严重。油在水体环境中的大量存在会对水体生态系统造成严重的危害，而水体油污染问题处理的好坏直接关系到自然生态环境及经济的持续发展。社会各界对这一问题的处理也是极为关注。因此，全面了解石油环境安全性及其废水的处理技术对推动石油工业的持续发展具有重大意义。目前，从物理化学到生物法处理有机污染物方法一直在不断地发展着。由于物理吸附法易操作、成本低而备受人们认可，因此物理吸附法已经成为了一种主流吸附方法，而相应吸附剂的发展也成为推动该方法广泛应用的关键。因此，本文采用廉价的枫香树果球为原料，经过碳化，制备多孔炭球，并作为吸附剂对其吸油性能进行考察，期待得到一种高效、廉价的可用于溢油处理的吸附剂。

2. 国内外研究现状分析

近年来，受消油剂的启发，大多学者开始对天然无机吸油材料进行改性，目的就是提高其对油品的选择性以及提高其吸附量。人工合成吸油材料具有较好的亲油性和疏水性，所占国内外销售份额也最大，目前研究最为广泛的是聚氨酯泡沫^[1]，有机聚合物超细纤维^[2]，丙烯酸酯类吸油物质^[3]等。

oh等^[4]通过将聚醚多羟基化合物与碳二亚胺改性的二异氰酸酯交联获得了聚氨酯泡沫，该材料对原油的吸油倍数在7~9 g/g之间，具有非常好的浮动性、耐久性和抗压缩性。

魏徵等^[5]以聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯为原料，采用一步法发泡工艺，合成了一种泡沫孔结构较好、且具有较好吸油能力的聚氨酯软质泡沫材料，并考察了催化体系、发泡剂、泡沫稳定剂和tdi指数等对其孔结构和吸油性能的影响。在最优工艺条件下制得的聚氨酯泡沫对柴油的吸油倍数能达到14 g/g。

3. 研究的基本内容与计划

炭球的制备：

使用管式烧结炉，在氮气做保护气的条件下将枫香树果球炭化，制成炭球。

炭球的吸脱附实验：

4. 研究创新点

以枫香树成熟果实（枫香树的头状果序）为原料制备多孔炭球的方法。该方法仅通过炭化过程，得到具有一定机械强度的多孔炭球。该炭球基本保持了原有果球的球状结构和孔道结构，并具有极强的亲油疏水特性，可以浮在水面，快速吸附水面上的各种油类有机溶剂。此外，该炭球展现出了优良的脱附性能和循环使用性能。并且其原材料丰富，易制备，吸附脱附速率快，具有一定保油性。