KOH活化法制备棉秆基活性炭的分析研究.doc

KOH活化法制备棉秆基活性炭的研究-农学论文 KOH活化法制备棉秆基活性炭的研究 耿莉莉，张宏喜，李学琴 （昌吉学院化学与应用化学系，新疆昌吉８３１１００） 摘要：以棉秆为原料，在氮气保护下于４００℃直接碳化１２０ｍｉｎ后，以氢氧化钾为活化剂制备棉秆基活性炭，主要考察了碱碳比、活化温度、活化时间等工艺参数对活性炭吸附性能及活化得率的影响。结果表明，制备棉秆基活性炭的最佳工艺条件为碱碳比为２．０，活化温度７００℃，活化时间９０ｍｉｎ，此时制得的活性炭的碘吸附值为１３８１ｍｇ／ｇ，亚甲基蓝吸附值为１８０ｍｇ／ｇ，平均孔径４．４２ｎｍ，最可几孔径２．１７ｎｍ，活化得率为１８．０７％。 关键词：棉秆；活性炭；氢氧化钾 中图分类号：Ｓ５６２；ＴＱ３５１．２１文献标识码：A文章编号：0439－８114（２０15）14－3489-03 DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.14.040 PreparationonActivatedCarbonfromCottonStalkby ChemicalActivationwithPotassiumHydroxide GENGLi-li，ZHANGHong-xi，LIXue-qin （DepartmentofChemistryAppliedChemistry，ChangjiUniversity，Changji831100，Xinjiang，China） Abstract：Preparationofactivatedcarbonfromcottonstalkbychemicalactivationwasinvestigatedinthispaper.Theplantwasfirstlycarbonizedat400℃for120minandthenactivatedwithpotassiumhydroxide.Effectsofalkali-carbonratio,activationtemperatureandactivationtimewerestudiedontheadsorptioncapacitiesandyieldoftheactivatedcarbon.Theexperimentalresultsshowedthattheoptimumpreparationconditionswereasfollows:thealkalicarbonratioof2.0,theactivationtemperatureof700℃andtheactivationtimeof90min.Atthistime,theadsorptionvaluesoftheiodineandthemethyleneblue，activationyieldandthesurfaceareaoftheactivatedcarbonwere1381mg/g，180mg/g，18.07%and1548m2/grespectively,theaverageaperturewas4.42nmandthemostprobableaperturewas2.17nm. Keywords:cottonstalk;activatedcarbon;potassiumhydroxide 活性炭是一种具有石墨微晶结构、孔隙发达、吸附能力很强的吸附剂，由于环境保护的日益重视和对活性炭的结构与性能认识的不断深化，活性炭已成为食品、医药、化学化工、水处理和环保等许多工业中不可替代的产品。近几年，中国活性炭的年产量迅速增加，给生产原料的供应带来了巨大压力［１］。 目前，中国生产活性炭的原料主要是煤、木屑以及果壳等［２－７］。由于煤价格较高，木屑、果壳等数量有限，随着工业技术的发展，用廉价的秸秆为原料制备活性炭越来越受到人们的重视［８－１０］。更重要的是与其他活性炭相比，木质活性炭产品具有纯度高、比表面积大、吸附性能好等特点。因此，本研究以棉花秸秆为原料，以ＫＯＨ为活化剂制备棉秆基活性炭，并对其制备工艺进行探讨。 １材料与方法 １．１原料、试剂及仪器 原料：棉花秸秆，取自新疆塔城沙湾县。 药品：ＫＯＨ、盐酸等所需药品均为分析纯。 仪器：氮气气氛保护箱式电阻炉，宜兴市精艺电炉有限公司；双功能水浴恒温电动振荡器（往复式），江苏金坛亿通电子有限公司；７２１型可见光分光光度计，上海菁华科技仪器有限公司。ＪＷ－ＢＫ型比表面积及孔径分析仪，北京精微高博；ｐｈｅｎｏｍＧ２Ｐｒｏ型扫描电镜，广州佳睿科学仪器有限公司。 １．２活性炭的制备 １．２．１棉秆碳化将棉秆洗净，晾干，置于烘箱中１０５℃过夜烘干后放在粉碎机中粉碎至０．１ｃｍ左右。称取一定量粉碎后的棉