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微波辐射农林废弃物制备活性炭新技术研究

樊希安  
【摘要】:本文在简述国内外微波加热技术、活性炭制备方法及研究动态的基础上,针 对活性炭制备技术中存在的问题,提出了微波辐射农林废弃物(椰壳、竹节、棉 秆、烟秆)制备活性炭的新技术,得到了最佳工艺条件及各因素对活性炭吸附性 能和得率的影响规律,并进行了微观结构和反应机理分析。 (一)、研究了微波辐射椰壳、竹节物理法(水蒸气法)制备活性炭的新技术。 (1) 通过条件试验分析了微波辐射椰壳水蒸气法制备提金活性炭工艺中各因素 对产品吸附性能和得率的影响规律并得到了工艺条件:微波功率700W,活 化时间5min,水蒸气流量4. 8mL/min。产品得率为54. 6%,碘吸附值为 1040. 6mg/g。碘吸附值超过了国家一级标准,得率和活化时间分别为传统方 法的2倍和1/60。 (2) 采用正交试验得到了微波辐射椰壳炭化料水蒸气法制备提金活性炭的最佳 工艺条件:活化时间3min、微波功率700W、水蒸气流量4. 8mL/min。产品 碘吸附值为1031mg/g、亚甲基蓝吸附值为100mL/g、得率为60. 8%。碘吸 附值超过了国家一级标准,得率和活化时间分别为传统方法的2倍和1/100。 (3) 通过正交试验得到了微波辐射竹节水蒸气法制备活性炭的最佳工艺条件:活 化时间7 min、微波功率700W、水蒸气流量3. 1mL/min,产品得率为52. 3%。 碘吸附值为1012. 2 mg/g、亚甲基蓝吸附值为165 mL/g。其吸附指标超过了 国家一级标准,活化时间和得率分别为传统方法的1/45和2倍。 (二)、研究了微波辐射竹节(氯化锌法和磷酸法)、棉秆(氯化锌法)、烟秆(氯 化铵法)化学法制备活性炭的新技术。 (1) 通过正交试验得到了微波辐射竹节化学法(氯化锌法和磷酸法)制备活性炭 的最佳工艺条件。氯化锌法的最佳工艺条件为:微波功率350W,辐射时间 5min,氯化锌浓度40%。产品碘吸附值为1088. 4mg/g,亚甲基蓝吸附值为 220mL/g,得率为39. 2%。碘吸附值超过了国家一级标准,亚甲基蓝吸附值 为国家一级标准的1. 83倍,活化时间为传统方法的1/36;磷酸法的最佳工 艺条件为:微波功率560W,辐射时间9min,磷酸浓度40%。产品碘吸附 值为889. 0mg/g,亚甲基蓝吸附值为178mL/g,得率为31. 0%。亚甲基蓝吸 附值为国家一级标准的1. 48倍,活化时间为传统方法的1/45。 (2) 采用条件试验分析了微波辐射棉秆氯化锌法制备活性炭中各因素对活性炭 昆明理工大学硕士论文 摘要 吸附性能和得率的影响规律并得到了工艺条件:微波功率56OW,活化时间 6min,氯化锌浓度50%。产品得率为36.82%,碘吸附值为1030,Zmg/g,亚 甲基蓝吸附值为18oml/g。碘吸附值超过了国家一级标准,亚甲基蓝吸附值 为国家一级标准的1.5倍,活化时间为传统方法的1/36。 (3)探讨了微波辐射烟秆氯化按法制备活性的新技术,产品碘吸附值为 749.3mg/g,是国外用同类浸渍液所制活性炭碘吸附值的1 .82倍,得率为 29.34%,一该法具有流程更短、效率更高、污染更小、经济效益更好的优点。 (三)、讨论了微波辐射农林废弃物(椰壳、竹节、棉秆)制备活性炭的微观结构 及反应机理。 活性炭内存在大量的孔隙,微波辐射法所制活性炭较传统方法所制活性 炭具有更加发达的孔隙,孔隙结构保存比较完整,孔隙分布均匀。 沙


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