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果壳活性炭的制备与功能实验

2018-01-13 09:13:26 益达滤材 阅读

一、试验意图和要求

(一)试验意图

    1、选用磷酸化学活化法制备果壳活性炭,把握一种木质资料化学活化法制备活性炭的工艺办法。

    2、挑选不同粒度的材料,选用不同的活化处理工艺制备活性炭,研究原始资料和工艺参数对活性炭功能的影响。 


二、试验原理和计划

(一)试验原理

    1、活性炭的性质、质料及其使用活性炭以石墨微晶为根底,功能稳定,可在不同温度、酸碱度的条件下运用,还可再生循环。质料分为三类:1、木质活性炭2、煤质活性炭3、石油类活性炭4、污泥类活性炭。活性炭是杰出的吸附剂,在食物、制药、化工、电子、黄金、国防等工业部门,以及空气、水净化处理等环境保护中获得了广泛使用。

    2、活性炭的制备办法

    活性炭的制备进程实践上是在高温下经过有机物的热分化和热缩聚效果,使碳质猜中的非碳物质以蒸腾的方式去除,并合理消耗掉质猜中一定量的碳,然后构成大量微孔结构的进程。依据活化办法的不同,活化办法能够分为物理活化法、化学活化法、物理化学活化法和化学物理活化法。

    物理活化法可分为炭化和活化两个阶段。炭化是在惰性气体的环境下,于400℃ 以上对质料进行热分化处理,将质猜中的O和H原子以H2O、CO、CO2、CH4以及小分子醛类等方式除掉,也有部分以焦油的方式蒸腾除掉,排除大部分非碳组分,碳原子不断环化、芳构化,成果是氢氧氮等原子不断削减,碳不断富集,终构成富碳或纯碳物质。炭化后的猜中含有一部分的碳氢化合物,所构成的额细孔容积小且易被堵塞,所以此刻的碳吸附功能较低,需求经过活化进步其吸附性。活化是使用水蒸气、二氧化碳或空气等氧化性气体与炭化料进行反响,使其具有兴旺的孔隙结构。

    物理活化法制备活性炭的出产工艺简略、清洁,不存在设备腐蚀和环境污染的问题,并且活化无需清洗即可直接运用,但一般需求较高的活化温度和较长的活化时刻,能耗也较高。

    化学活化法是将质料以一定的份额参加到化学药品中浸渍一段时刻,然后在惰性气体介质中加热,一起进行炭化活化,经过一系列的交联或缩聚反响构成丰厚的微孔,一起也改变了活性炭外表官能团的类型和数量。化学活化的炭化活化一般一步完结,活化时刻较短且温度较低,具有能耗低、产率高的长处,炭的活化程度可经过浸渍比调理,所制备的活性炭比外表积和空容大。

    3、磷酸活化制备活性炭

    磷酸作活化剂时,磷酸在活化进程中既具有脱水的效果,一起也起到酸催化的效果。磷酸进入质料的内部与质料的无机物生成磷酸盐,使质料胀大,碳微晶的间隔增大,经过洗涤除掉磷酸盐,能够得到兴旺的孔结构:磷酸对于现已构成的碳能起到进一步缓解氧化的效果,腐蚀碳体而造孔。

    磷酸法出产活性炭的工艺首要包括质料预处理,磷酸浸渍,炭化、活化,水洗,枯燥,包装等环节。质料预处理是将质料经过除杂、枯燥、破碎、筛分等环节,到达出产所需求求。浸渍是将处理好的质料用特定浓度的磷酸溶液浸渍一段时刻,磷酸浓度、浸渍时刻、浸渍温度等对活性炭功能有较大的影响。

    磷酸法出产活性炭中炭化活化是一步完结的。出产中将磷酸浸渍好质料装入高温炉中,设定好炭化温度、炭化时刻、活化温度、活化时刻等工艺参数。经过一次接连加热即可制备出活性炭。

    将制备出的活性炭经清洗后别离、烘干即得活性炭产品。依据不同用处,活性炭可进行后续加工处理。如负载特定粒子成为专用活性炭,经球磨后参加粘结剂做成型活性炭等。

(二)试验工艺计划 B2组试验工艺 物料比 1:4

    果壳50g,磷酸150ml,柠檬酸2g 混合浸渍24小时 沥干 炭化活化 炭化温度200℃,时刻2h 活化温度410℃,时刻1h 

三、仪器设备与资料

    1、试验资料为果壳、50%磷酸、亚甲基蓝、碘、淀粉等。

    2、试验设备首要有箱式电炉、恒温水浴锅、震动器(槽)。

    3、量筒(50ml、100ml)烧杯(50ml、100ml、200ml、500ml)、漏斗、移液管(10ml)、玻璃棒、玻璃试管、容量瓶(1000ml)、锥形瓶等若干。


四、试验进程

    1、备料、浸渍:将核桃壳打碎备用。称取50g碎壳质料,150ml磷酸、2g柠檬酸参加烧杯中拌和均匀,放置24小时。

    2、沥干:将浸渍过的果壳在瓷质有小孔的漏斗过滤,放置24小时,使其过滤得愈加完全。

    3、入炉、炭化活化:将滤完了的果壳放入坩埚中,将坩埚刚入加热炉炭化活化。炭化活化的温度时刻都预先设定好。炭化活化完毕后使其天然降温。

    4、清洗、枯燥:将炭化活化后的物质重复过滤,使其pH由原先的酸性变成中性,再放入加热炉加热。

    5、研磨、称量:此刻活性炭现已根本成型,需求测量其功能,所以需求把活性炭研磨成细小的粉末,便于吸附杂质。研磨后用筛子筛,取经过筛子的粉末活性炭大约5g。称量两份0.5g,三份1.0g的活性炭备用。留意称量时多称0.003的量,用来补偿差错。

    6、功能检验:别离进行碘滴定和亚甲基蓝滴定,并核算其吸附值,判断此次制备的活性炭的功能的好坏。 


五、试验成果

    碘吸附 序号 1 2 3 平均值 硫代硫酸钠用量 3.5ml 3.5ml 3.5ml 3.5ml 

    序号 1 2 3 平均值 亚甲基蓝吸附 碱用量 18.4ml 18.3ml 18.3ml 18.33ml 

    碘吸附值=5(1-0.12V)*127*D/0.5 D=0.9250 

    V—滴定体积 所以碘吸附值为 5(1-0.12*3.5)*127*0.925/0.5=681.335mg/g 

    亚甲基蓝吸附值=15V*5/6,因为亚甲基蓝寄存时刻稍长,所以用5/6进行批改 所以亚甲基蓝的吸附值为 15*18.33*5/6=229.125mg/g

    从试验成果与正常试验经历对比能够看出,此次制备出的活性炭吸附碘的才能欠好,即活性炭的微孔体积较小。其吸附亚甲基蓝的才能较强,阐明活性炭的中孔体积较大。 


六、心得

    1、制备的活性炭到达什么规范或目标?怎么进一步进步功能或改进?

        该试验傍边,果壳活性炭碘吸附值大于750,亚甲基蓝吸附值大于200才契合规范。我们制备的果壳活性炭碘吸附值不合格,亚甲基蓝吸附还行,需求改进工艺或替换原资料。

    2、你的家园有没有可用来制作活性炭的农副产品剩余物?或在日常日子中见到的哪些废弃物可用来制作活性炭?你以为是否有使用价值?

        有,各种秸秆、稻壳之类的农副产品剩余物都能够制作活性炭。很有使用价值。乡村每到收割的时节就会有许多许多的秸秆,许多人嫌收拾费事就直接将秸秆燃烧,严重污染环境,如果将秸秆回收使用,用来制作活性炭的话,不仅能够缓解收割时节的环境污染问题,而且能够出产出许多活性炭,用于各个方面。

    3、本试验所用工艺用于实践出产应留意什么问题,你以为该怎么处理? 

       实际生产过程要求比较高,应该留意严格检测把关。每道工序抽检。

    4、该技能怎么宣传、推行使用?

        该技能能够作为环境改进的计划,在乡村里进行推行。

    5、完结该试验后想到的

        试验完毕后想到,使用果壳制备活性炭确实是一个节约能源的好办法,但是从试验进程就能够看出,该试验进程发扎,进程繁琐,试验要求较高,所以要将这项技能很好地推行的话就需求改进试验进程及试验设备。

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