以植物秸稈木質(zhì)素為原料制備活性炭工藝研究

【摘要】：活性炭是一種多孔性的吸附劑，由微晶和無定型炭構(gòu)成，具有高度發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)及巨大的比表面積，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、環(huán)保、食品、醫(yī)藥、輕紡、石油等多個領(lǐng)域中，活性炭得到了日益廣泛的應(yīng)用。但是，制備活性炭的高昂成本大大限制了其發(fā)展及應(yīng)用。尋找價格低廉、原料豐富及改進制備方法是目前降低活性炭制備成本的有效措施。 工業(yè)上制備活性炭的主要原料是木屑、各類煤、椰殼以及一些高聚物，以植物秸稈發(fā)酵制酒精后所得木質(zhì)素為原料制備活性炭的研究國內(nèi)外未見報道。本研究以生物木質(zhì)素為原料，以氯化鋅(ZnCl2)為活化劑制備活性炭，并對鹽酸溶液及活化劑進行回收再利用。真正做到了融節(jié)能、環(huán)保及自然資源充分利用為一體的綠色化工生產(chǎn)技術(shù)。此外，以生產(chǎn)量一噸為例，對植物秸稈發(fā)酵制酒精后所得木質(zhì)素為原料生產(chǎn)活性炭工藝進行初步的成本分析，為該項工藝今后的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)。 通過正交試驗考察了陳放時間、陳放溫度、原材料和活化劑的配比(物料比)，活化劑濃度、活化溫度和活化時間這6個因素對活性炭吸附能力的影響，最終得到調(diào)控活性炭性能的工藝方法和工藝條件。氯化鋅法制備玉米秸稈木質(zhì)素活性炭的最佳工藝參數(shù)為：陳放時間36h，陳放溫度80℃，物料比1:3，活化劑濃度65%，活化溫度500℃，活化時間80min。所制得活性炭的亞甲基藍吸附值為12.4mL/0.1g，得率96.16%，其吸附效果高于商業(yè)活性炭。對鹽酸溶液及活化劑進行了回收再利用，所得鹽酸溶液的回收率為75%，氯化鋅活化劑的回收率為96.3%。以活性炭生產(chǎn)量一噸為例，其初步成本合計為1800元/t。 【關(guān)鍵詞】：植物秸稈木質(zhì)素 氯化鋅 制備活性炭 吸附
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TQ424.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 活性炭概述11
• 1.3 活性炭應(yīng)用11-13
• 1.3.1 活性炭在氣、液相吸附方面的應(yīng)用11-12
• 1.3.2 在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用12
• 1.3.3 作為催化劑和催化劑的載體12
• 1.3.4 其他用途12-13
• 1.4 木質(zhì)素基活性炭研究進展13-14
• 1.4.1 木質(zhì)素的應(yīng)用13
• 1.4.2 國內(nèi)外研究進展13-14
• 1.5 課題的主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 活性炭的制備工藝研究15-30
• 2.1 引言15
• 2.2 活性炭的制備方法15-18
• 2.2.1 物理活化法15-16
• 2.2.2 化學(xué)活化法16-18
• 2.2.3 后處理工藝18
• 2.3 活性炭的實驗制備18-28
• 2.3.1 實驗材料、試劑與儀器18
• 2.3.2 木質(zhì)素粗樣的組分檢測18-19
• 2.3.3 活性炭制備的實驗方法19-20
• 2.3.4 產(chǎn)品主要性能檢測20-21
• 2.3.5 實驗結(jié)果與討論21-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第3章 鹽酸溶液及活化劑的回收30-33
• 3.1 引言30
• 3.2 實驗材料、試劑與儀器30
• 3.3 實驗方法30-32
• 3.3.1 鹽酸溶液及氯化鋅活化劑回收工藝流程30-31
• 3.3.2 鹽酸溶液的回收31-32
• 3.3.3 活化劑的回收32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第4章 活性炭生產(chǎn)工藝的成本核算33-36
• 4.1 引言33
• 4.2 活性炭生產(chǎn)工藝概況33-34
• 4.3 工藝成本分析34-35
• 4.3.1 主要原料成本核算34
• 4.3.2 用水成本34-35
• 4.3.3 用電成本35
• 4.3.4 設(shè)備使用費35
• 4.3.5 人工費用35
• 4.3.6 合計成本35
• 4.4 本章小結(jié)35-36
• 結(jié)論36-37
• 參考文獻37-40
• 致謝40

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