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利用橡树叶快速制备活性炭的方法研究

2018-09-05魏言欣徐亚捷杨志孝

魏言欣 田 超 徐亚捷 杨志孝

(泰山医学院,山东 泰安 271016)

目前我国煤基活性炭年产量30万吨左右,远不能满足未来国内活性炭的需求和出口需求,预计2020年我国活性炭年产量需要达到50万吨左右才能满足全球活性炭市场的需求。煤基活性炭仍是我国活性炭市场的主要来源,但由于受到煤种、生产工艺的制约附加值较低,在一定程度上限制了活性炭产业的发展。近几年利用坚果壳等生物原料制备活性炭的方法已有很多研究[1]。但目前所有制备活性炭的技术方法,都离不开惰性气体保护高温(600~700℃)炭化这一环节,并添加磷酸等活化剂等[2],制备工艺繁琐、具有较大的耗能,生产工艺复杂、周期长等不足。本研究是以橡树叶为主要原料,在260~300℃的条件下进行活化得到活性炭,其吸附能力达到了市售活性炭的水平,在一定程度上降低了工艺成本,减少了资源的浪费。实验过程简述如下。

1 材料与方法

1.1 实验材料

橡树叶,98%浓硫酸,碳酸钠,氧化钙,控温电热套,熔金碗,0.04 mg/ml亚甲基蓝,滴定管,烧杯,锥形瓶,电子天平(上海)。

1.2 炭化条件的筛选

1.2.1硫酸的用量实验 称取50 g橡树叶粉3份, 105℃、 30 min,粉碎至40目,分别将原料与浓硫酸按原料质量比1︰0.6,1︰0.8,1︰1不同的比例投料,置于熔金碗中混匀,在电热套中不停搅拌均匀加热初步碳化,然后将炭化温度控制在280℃各60 min,冷却后加自来水清洗抽滤,洗至中性,于150℃干燥箱内分别干燥60 min,冷却后超微粉粹,于260℃ 活化120 min。按1∶0.6,1∶0.8,1∶1投料,产品收率分别为51%、52%、50.5%。活性炭碘的吸附值分别为145,172,173 ml/g,硫酸的用量除1∶0.6时吸附能力较小、在水中分散性能较差;……

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