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用茶子壳制备活性炭及活性炭性能分析(1)

陕西快乐十分中奖金额 www.h3ld.cn 发布日期:2016-4-9 19:58:32 浏览次数:作者:Admin

茶子壳活性炭的制备及其吸附性能研究

向斯,商儒,李贤清,李祝,万端极(湖北工业大学资源与环境工程学院,武汉 430068

   摘要:采用氯化锌活化法制备茶子壳活性炭产品,并对其活性炭产率及活性炭对亚甲基蓝吸附性能进行研究。结果表明,氯化锌活化法制备茶子壳活性炭的最佳条件为:浸渍液氯化锌浓度650mg/L,浸渍时间2.5小时,活化温度500℃,活化时间1.5小时。在此条件下所得活性炭产率为31.52%,对亚甲基蓝吸附值为182.0mg/g。最优条件制备的茶子壳活性炭比购买的商品活性炭对亚甲基蓝吸附值高出48.2%。该试验结果为茶子壳的综合利用提供了新的途径,同时开发了高品质活性炭,拓宽了活性炭制备原材料的来源。

   关键词:茶子壳;活性炭;氯化锌;吸附

   中图分类号:TQ424.1 文献标识码:A  文章编号:0439-8114201319-4744-04

   原载于“湖北农业科学(HubeiAgricultural Sciences)”期刊201310月第52卷第19期,47444747

   资金项目:国家科技支撑计划项目(2012BAD33B03

   作者向斯(1990-),男,湖北兴山人,在读硕士研究生,研究方面为环境资源综合利用。电话13419505658,邮箱[email protected]

   通讯作者李祝(1980-),女,副教授,主要从事环境资源综合利用及企业清洁生产工艺研究。电话13296598808,邮箱[email protected]

The Preparationof Camellia-shell Activated Carbon and its Adsorption Properties

XIANG Si,SHANG Ru,LI Xian-qing,LI Zhu,WAN Duan-ji

College of Resourcesand Environmental Engineering, Hubei University of Technology, Wuhan 430068,China

   Abstract:The camellia shell activated carbon were prepared by zinc chloride activation,and then the yield and adsorption capacity of the activated carbons formethylene blue solution were analyzed. The results showed that the optimumconditions for the preparation of camellia shell activated carbon wer asfollows: impregnation ratio of 650 mg/L, 2.5 hours and 1.5 hours activationunder 500. The final yield of the activated carbon under the optimumconditions was 31.5%, and the methylene blue adsorption value was 182.0 mg/g,32.6% higher than the purchase goods. It provided a new way for thecomprehensive utilization of camellia shell and developed a high qualityactivated carbon to broaden the preparation resource of activated carbon.

 (注:原文中,中文和英文“摘要”里有部分数据和描述项不符合处,读者需明察,以免引用时发生错误)

   Keywords: camellia shell; activated carbon; zinc chloride; adsorption

   陕西快乐十分中奖金额是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的炭质吸附材料,广泛应用于化工、环保、食品与制药、催化剂载体和电极材料等领域(1,2)。目前,国内外主要对以煤炭、木材等材料作为原料生产活性炭的研究较多,其制备方法有高温炭化、水蒸气或烟道气活化法、化学炭化活化法等(2)。采用不同的原料、不同的制备方法,其活性炭的性能有较大的差异。而在农林业生产过程中有很多下脚料]废弃物产生,若能有效利用这些廉价的生物质原料来制备功能较多的活性炭,不但可以处理农林业生产的废弃物,也可以开发其资源回收价值。

   大多数用于制备陕西快乐十分中奖金额的前体是富含碳的有机物。由于农业废弃物是一种可再生能源和低成本材料,因而被认为是一种非常重要的制备活性炭的原料(3)。通过很多早期的研究,农业废弃物如玉米穗轴、椰子壳、棕榈壳、高梁、开心果外壳、核桃壳、谷壳、菠萝蜜壳和油棕榈壳等,具有高含碳量和低灰分的特点,已经被证实是适合制备活性炭的前体(4)。中国现有油茶种植面积302.1hm2,年产茶油总量约27.7万吨(5)。由于茶子壳在茶子中所占比重较大,因而如何处理加工过程中产生的茶子壳是亟待解决的问题。而茶子壳中木质素含量较高,因此用茶子壳来制备活性炭是很好的选择。本试验利用茶子壳作为原材料制备活性炭,对茶子的综合利用和开辟活性炭来源具有双重积极意义,可达到既降低生产成本,又实现废弃物资源化利用的双重效果。

1 材料与方法

1.1 材料

   试验用茶子壳来源于湖北工业大学膜技术研究所提取茶油工艺中的下脚料。

   其他材料:氯化锌,盐酸,亚甲基蓝,烧杯,漏斗,滤纸,马弗炉,烘箱,粉碎机,筛网(20目、40目),锥形瓶,容量瓶,分光光度计。

1.2 工艺流程

   将茶子壳粉碎过筛,取2040目的颗粒10克置于烧杯中。用不同浓度的氯化锌溶液以液固比2:1浸渍茶子壳颗粒,浸渍若干时间后将其转入坩埚,放入马弗炉中(250℃)炭化12小时。将马弗炉温度调到活化温度活化一定时间,取出样品,转入烧杯用盐酸酸洗,然后水洗到pH7。将样品放入烘箱干燥至恒重,即得活性炭。

1.3 单因素试验

   采用单因素试验考察氯化锌溶液浓度、浸渍时间、活化时间、活化温度四个因素对茶子壳活性炭产率及亚甲基蓝吸附值的影响。(1)氯化锌溶液浓度:氯化锌溶液浓度分别取400、500、600、700mg/L,浸渍液固比为2:1,浸渍时间3.0小时,250℃炭化12小时,500℃活化1.5小时。(2)浸渍时间:氯化锌浓度500mg/L,浸渍时间分别为0.5、1.0、2.0、3.0、4.0小时,浸渍液固比为2:1,250℃炭化12小时,500℃活化1.5小时。(3)活化时间:氯化锌浓度500mg/L,浸渍液固比为2:1,浸渍时间3.0小时,250℃炭化12小时,活化温度500℃,活化时间分别为1.0、1.5、2.0、3.0小时。(4)活化温度:氯化锌浓度500mg/L,浸渍液固比为2:1,浸渍时间3.0小时,250℃炭化12小时,活化时间1.5小时,活化温度分别为400、500、600、700℃。

1.4 正交试验优化制备工艺

   根据单因素试验结果设计4因素3水平正交试验,4个因素分别为氯化锌浓度(A)、浸渍时间(B)、活化时间(C)、活化温度(D)。设计因素及水平见表1。

1 正交试验因素与水平

水平

氯化锌浓度(A

浸渍时间(B

活化时间(C

活化温度(D

mg/L

小时

小时

1

550

2.0

1.0

400

2

600

2.5

1.5

500

3

650

3.0

2.0

600

1.5 吸附性能对比试验

   将制备的茶子壳陕西快乐十分中奖金额和购买的活性炭在相同条件下进行吸附试验,对比两种活性炭吸附效果。

1.6 茶子壳活性炭吸附性能检测

   茶子壳活性炭吸附性能的测定以亚甲基蓝脱除率为指标(5),按照参考文献(6)的方法来进行检测。


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