刺竹炭水蒸气活化制备柱状活性炭及其吸附性能研究
2021-04-25王国睿徐光福杜松青汪忠华程建新张文标
王国睿,徐光福,杜松青,汪忠华,程建新,张文标
(1.四川惊雷科技股份有限公司,四川 宜宾 643000; 2.浙江佶竹生物科技有限公司,浙江 湖州 313000;3.浙江省龙游县林业技术推广站,浙江 龙游 324400; 4.浙江农林大学化学与材料工程学院,浙江 杭州 311300)
柱状活性炭是一种由生物质材料或炭粉通过一定工艺粘结、活化制得的成型活性炭,具有耐磨性好、密度高、吸附能力强、回收方便等优点[1-5]。目前,成型活性炭被广泛应用于净化水质[6]、吸附有害气体[7]、制备电极材料[8]等,具有广阔的发展前景。殷蒙蒙等[9]以木屑为原料、H3PO4为活化剂,最佳工艺条件下制得的成型活性炭具有发达的孔隙结构,比表面积为1 022.6 m2·g-1,微孔率为91.8%,得率为32.2%,耐压强度为5.23 MPa。武晋州等[10]以梧桐锯末为基体、聚丙烯塑料为填充剂、K2CO3为活化剂制得成型活性炭,结果表明:当掺塑率为5%、盐料比为2.0、活化温度为850 ℃、活化时间为60 min条件下,制得的成型活性炭碘吸附值为1 416.5 m2·g-1、比表面积为1 738.7 m2·g-1,具有良好的吸附性能。王锐等[11]以羧甲基纤维素钠(CMC)为粘接剂制备柱状活性炭,最佳工艺条件下制得的柱状活性炭比表面积为844.9 m2·g-1、强度可达99.83%,同时表现出良好的吸附性能:亚甲基蓝吸附值为189.2 mg·g-1、碘吸附值为968.2 mg·g-1、甲苯吸附率达65.5%。
目前用于制备成型活性炭的原料主要以木质[12]和煤质[13-14]为主且制备工艺成熟稳定,然而木材资源过度开发和煤质资源不可再生导致柱状活性炭发展受限。竹质活性炭具有发达的孔隙结构和良好的吸附性能,因此以竹材为原料制备柱状活性炭不仅能提高竹资源的高附加值利用,而且还能为柱状活性炭制备提供丰富原料[15]。……
