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文檔簡介
1、活性炭是一種吸附劑,由于具有較強的吸附能力、穩(wěn)定的化學性質(zhì)、較高的機械強度、優(yōu)良的耐酸堿性和可回收利用等特點,使得活性炭被廣泛應用于醫(yī)藥、食品、交通、農(nóng)業(yè)、國防、化工以及環(huán)境保護和人類生活的各個方面。稻殼是稻谷加工過程中最主要的副產(chǎn)物,稻殼的主要成分是木質(zhì)纖維和硅成分,是制備活性炭的有效成分。但由于稻殼本身堆積密度小、自身難以降解、長期堆積會自燃以及易污染環(huán)境等特點,使得人們不得不將眼光轉(zhuǎn)移到稻殼資源的綜合利用上面來。因此,如何更加有效
2、的利用稻殼,對于我國農(nóng)產(chǎn)品的深加工、變廢為寶,減少對環(huán)境污染等問題都有著重要的意義。本研究探討離子液體對稻殼纖維的溶脹處理;采用復合活化法制備稻殼基活性炭,并考察活性炭的吸附性能,確定活化參數(shù);利用電鏡,從直觀圖的角度考察活化參數(shù)對活性炭吸附性能的影響;利用活性炭制備負載催化劑,并負載催化制備生物柴油,具體研究內(nèi)容如下:
?。?)不同的離子液體對稻殼纖維具有不同的處理作用,[Epy]NO3對稻殼纖維更多的是溶脹作用,而[Amim
3、]Cl、[Bmim]Cl、和[Emim]Ac對稻殼纖維更多的是溶解降解作用。采用微波處理法,稻殼硅含量、微波功率、微波溫度、和微波時間對離子液體處理稻殼纖維也有著顯著的影響;未經(jīng)過脫硅處理的稻殼,在四種離子液體環(huán)境中,表面結(jié)構(gòu)幾乎不發(fā)生變化,而經(jīng)過脫硅處理后的稻殼,在離子液體環(huán)境中,發(fā)生不同程度的溶解和溶脹作用。當硅含量為0.3073%時,稻殼纖維在四種離子液體中發(fā)生很明顯的溶解和降解作用;而當硅含量為4.519%時,稻殼纖維在[Epy
4、]NO3發(fā)生很明顯的溶脹作用。當選用[Epy]NO3為目標離子液體時,稻殼纖維的溶脹程度隨著微波功率、微波溫度增加而減小,而微波時間影響不大。最終利用[Epy]NO3溶脹處理稻殼纖維的工藝參數(shù)為:硅含量4.519%、微波功率為240W、微波溫度60℃、微波時間為30min。采用電鏡觀察[Epy]NO3處理后的稻殼纖維,可以明顯看見稻殼表面出現(xiàn)很多“溝壑”和孔隙。
(2)以離子液體處理后的稻殼為原材料,磷酸和氯化鋅為復合活化劑,
5、采用“一步法”制備活性炭,用“亞甲基藍吸附值”和“碘吸附值”作為評價活性炭吸附性能的指標參數(shù),利用“單因素法”分別考察硅含量、活化溫度、活化時間、料液比、復合活化劑比、炭化溫度和炭化時間對制備工藝的影響,利用“正交法”,確定最佳制備工藝參數(shù)為:硅含量為4.519%、活化溫度為600℃、活化時間為1h、按料液比為2.5、復合活化劑比為2.5、炭化溫度為450℃、炭化時間為1h,經(jīng)測定,活性炭的收率為24.52%、亞甲基藍吸附值為154.3
6、mg/g、碘吸附值為1476mg/g。
?。?)以電鏡圖中活性炭的孔結(jié)構(gòu)作為評價活性炭吸附性能的指標,分別考察硅含量、活化溫度、活化時間、料液比、復合活化劑比、炭化溫度和炭化時間對制備工藝的影響,結(jié)果與上述基本保持一致。
?。?)以硝酸為改性劑,改性處理制備出的活性炭,經(jīng)優(yōu)化后的最優(yōu)條件為:HNO3質(zhì)量分數(shù)為1%、微波功率400W、改性溫度40℃和改性時間為2h,所得到的改性活性炭的亞甲基藍吸附值為136.5mg/g,碘
7、吸附值為1343mg/g;以氫氧化鈉為催化劑,利用活性炭為負載制備出負載催化劑,并利用電鏡圖考察催化劑的負載效果;以實驗室廢棄油為原材料,經(jīng)過精煉處理后,測定酸價為3.464,滿足制備生物柴油的要求;以精煉油為原材料,活性炭-氫氧化鈉為負載催化劑,分別考察醇油摩爾比、催化劑用量、反應溫度和反應時間對制備生物柴油產(chǎn)率的影響,結(jié)合“正交法”確定最佳工藝為:醇油摩爾比為6:1、反應溫度為55℃、負載催化劑用量為2.0g和反應時間為50min,
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