【正文】 備混合基活性炭，采用單因素實驗方法得到制備活性炭的最佳實驗條件； （ 2） 利用碘吸附值法與亞甲基藍吸附值法對制備出的活性炭進行表征； （ 3） 考查核桃殼生物質(zhì)活性炭對甲基橙的吸附性能； （ 4） 最后，通過實驗探討混合基生物質(zhì)活性炭的實際應用性。本文利用核桃殼制備生物質(zhì)活性炭。以生物質(zhì)資源為原料來制備活性炭，一方面在很大程度上降低了活性炭的成本；另一方面也使農(nóng)作物殘體得到了資源化利用，同時避免了無組織焚燒帶來的環(huán)境問題。利用特殊的廢棄物制備活性炭以發(fā)現(xiàn)特殊的吸附機能、尋找廉價黏接劑等也是重要的研究方向?；钚蕴康难兄茟塾趹妙I(lǐng)域的擴大 ,所以有針對性地研制具有特殊吸附性能的活性炭成為重要的研究方向之一。 21 世紀中國的活性炭行業(yè)仍然具有廣闊的發(fā)展前景。這不僅造成生產(chǎn)成本的上升 ,最主要還給環(huán)境帶來了較大的公害。而我國的氯化鋅消耗平均為每噸活性炭 300 kg,鹽酸消耗為每噸活性炭 500 kg。特別是在化學法生產(chǎn)活性炭技 術(shù)上 ,與日美等國有較大差距。 我國目前有中小型活性炭生產(chǎn)企業(yè) 1000 余家 ,活性炭產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的三分之一 ,已成為世界上最大的活性炭生產(chǎn)國 , 20xx 年生產(chǎn)量達到 35 萬噸 ,出口量25 萬噸。對此往往根據(jù)主要吸附質(zhì)的性質(zhì) ,吸附劑的吸附行為及工藝上是否方便操作來選擇適當?shù)脑偕椒?。因?,從環(huán)保角度和處理系統(tǒng)經(jīng)濟方面考慮 ,對吸附后的“飽和炭”進行 第 7 頁 “再生”具有重要意義。 活性炭的再生是活性炭應用的重要支持。 （ 3） 用于溫度控制 ,可制吸附恒 溫器和制取超低溫。近年來 ,作為手機電池、手提情報端末保護電源的電極材料需求量急速增長 ,活性炭可用于主電源和燃料電池。 活性炭應用的其他領(lǐng)域是指活性炭的一些特殊應用 ,它的開發(fā)可能給人們的生活帶來意想不到的結(jié)果。為了完善活性炭在臨床上的應用 ,國內(nèi)外近些年來對活性炭的成形技術(shù)、使用方式和專業(yè)吸附性能進行了研究 ,并取得了較快的進展 ,陸續(xù)出現(xiàn)了各種親水凝膠、高分子材料包膜的活性炭、含碳纖維、炭膜以及碳纖維織物等各種形式的醫(yī)用活性炭吸附劑。在俄羅斯 ,已經(jīng)允許給兒童服用活性炭用于腹瀉、中毒等的臨床治療。在芬蘭 1 份中毒患者治療調(diào)查中顯示 , 60%的乙醇和甲醇性中毒患者首選口服活性炭的治療方法 ,治療收效顯著。 4. 臨床醫(yī)療應用 （ 1）口服緊急解毒藥用活性炭活性炭 作為口服緊急解毒藥的應用研究取得了重要進展。同時 ,活性炭也是理 想的催化劑載體 ,因為它具有巨大的內(nèi)比表面積 ,可以作為負載中心和反應中心。所以 ,很多情況下 ,活性炭是理想的催化劑 ,特別是氧化還原反應中更是如此。 第 6 頁 3. 作為催化劑和催化劑載體的應用 有催化活性的金屬和金屬氧化物是由于其活性中心的存在 ,而活性中心多半是由于結(jié)晶的缺陷而存在。該產(chǎn)品通過催化活化技術(shù)制備 ,是微孔發(fā)達、強度高的高檔貴金屬回收用活性炭 ,具有堆積密度高 ,吸 /脫附速度快等特點。 Norit 公司擁有世界上最優(yōu)質(zhì)的重金屬回收用活性炭 ,其對于水中無機重金屬離子具有一定的選擇吸附能力。資料顯示 ,美國環(huán)保署 (USEPA)的飲用水標準的64 項有機污染物指標中 ,有 51 項將顆粒活性炭 (GAC)列為最有 效技術(shù) [42]。 主要應用于食品工業(yè)、制藥工業(yè)、環(huán)保行業(yè)、化學工業(yè)。以活性炭吸附分離空氣的研究早已有報道 ,但實際應用較難。（ 5）空氣分離富氧用活性炭：如何從空氣中分離氧氣是化學工業(yè)中的主要問題。從保護地球環(huán)境、資源循環(huán)利用的觀點出發(fā) ,今后對利用包括活性炭在內(nèi)的整套回收系統(tǒng)的需求將越來越大。（ 4）活性炭吸附解吸高檔溶劑回收系統(tǒng)：活性炭表面一般為非極性 ,對非極性有機物質(zhì)有很強的親和性。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計 , 20xx 年我國汽油生產(chǎn)量達到 50 106t 如此巨量的汽油在儲運環(huán)節(jié)中 ,每年排到大氣中的油氣可達幾萬噸。北京燕山石化煉油廠安裝了活性炭油氣回收裝置 ,該裝置直接回收率為 0. 24%[40]。將普通活性炭放入以碳酸鈉為主 (含 Na2CO3 9% )的復合溶液中制成的改性活性炭對 H2S 的吸附具有良好的選擇性。國內(nèi)外火力發(fā)電廠采用活性炭脫硫的技術(shù)比較成熟 ,最近發(fā)展的 脫硫新技術(shù)為活性炭負載 Co、 Ni、 Mg 和 V 的化合物后脫除 SO2。過濾薄板中的活性炭含量可以根據(jù)使用目的達到 15%~80%,厚度可以達到2~20mm。具體的應用如下： （ 1） 即效性空氣凈化濾器用炭：隨著以保溫、降噪、節(jié)約能源為目的氣密性現(xiàn)代大樓的發(fā)展 ,建筑材料、家具用品散發(fā)的化學物質(zhì)以及吸煙產(chǎn)生的香煙煙氣 ,是現(xiàn)代人多患氣喘、化學物質(zhì)過敏、免疫性疾病的重要原因 [37]。城市里對天然氣的用量隨時間變化 ,從而提出天然氣管網(wǎng)的調(diào)峰問題 ,采用填充高比表面積活性炭的吸附罐調(diào)峰 ,可實現(xiàn)下游調(diào)峰 ,并且大大降低調(diào)峰的投資成本。這種形成復合機能的作用 ,形成了活性炭獨特的用途 ,是今 后發(fā)展特異用途很重要的一點。因此 ,進一步研究如何更有效地利用活性炭顯得尤為重要。 開拓活性炭應用 ,是發(fā)展活性炭工業(yè)的先導。g1 的超級活性炭。 化學活化制得超性能活性炭 物理 化學活化法就是將物理活化及化學活化兩種方法結(jié)合起來的活化方法 ,即受過化學活化處理的炭再進一步使用氣體 (水蒸氣或 CO2)活化 [36]。g1,孔徑為 1~10 nm,并集中在 2 nm的窄孔徑分布的活性炭材料。 在無機物模板內(nèi)很小空間 (納米級 )中引入有機聚合物并使其炭化 ,然后用強酸將模板溶掉后即可制得與無機物模板的空間結(jié)構(gòu)相似的多孔炭材料 ,該方法可制得孔徑分布窄、選擇吸附性高的中孔活性炭 [35]。g1 的超級活性炭 ,有代表性的過渡金屬化合物有Fe(NO3) Fe(OH) FePO FeBr Fe2O3 等。mol1孔徑集中于5~10 nm。例如 ,國內(nèi)專利以采用鈣催化物理活化法 ,CH2O 反應活化能從 185 kJg1。g1,苯酚吸附值 250mgg1,碘吸附值 1500 mg活化前對原材料進行適當?shù)难趸幚?,可以提高活性炭的吸附性能和產(chǎn)率 [30~31]?；钚蕴可a(chǎn)原料為木質(zhì)、煤質(zhì)等天然產(chǎn)物 ,均含有一定量 的雜質(zhì) ,如 Si、 Al、 Ca、 Mg 等元素 ,這些成分在活性炭制備過程中有極敏感的阻止微孔形成的作用。磷酸的低消耗不僅大大降低生產(chǎn)成本 ,最主要保護了環(huán)境 ,實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。 日本氯化鋅法活性炭生產(chǎn)技術(shù)采用回轉(zhuǎn)爐兩段法 ,較低溫活化 ,其氯化鋅消耗量極低。而且對制造新 工藝的研究與活性炭微孔結(jié)構(gòu)和表面化學基團的關(guān)系研究 ,做到了品種的專用化和多樣化。隨著人們環(huán)保意識的加強，對低能耗技術(shù)要求的提高，微波技術(shù)在活性炭制備中的應用會越來越廣泛。g碘吸附值為 1073. 2mg與傳統(tǒng)加熱方式相比，微波在活性炭的制備中顯示了獨特優(yōu)勢：同時內(nèi)外加熱，加熱速度快，選擇性較好，污染程度小，過程易控制等 [14,26]。化學物理活化法所制備活性炭的表面具有特殊官能 團、高比表面積和大量中孔， 第 3 頁 且具有提高吸附大分子的能力和選擇性吸附能力 [13,15,26]。通過化學浸漬處理，原料活性得到提高，在材料內(nèi)部能夠形成大量的傳輸通道，這些都有利于活化劑進入孔隙內(nèi)刻蝕，形成大量微孔、中孔和大孔。g平均孔徑為 ，用于處理印染廢水時，脫色率達到 %。g比表面積為在此工藝條件下，制備的活性炭得率為 %、碘吸附值為 而影響活性炭產(chǎn)品的因素主要有：原材 料顆粒的大小、浸漬比、活化劑、浸漬時間、活化溫度、炭化溫度、活化時間等 [22,23]。氯化鋅活化法使用的原料有限，要求含氧量不低于 25%、含氫量不低于 5%。g1。g1；而以氫氧化鈉為活化劑所制樣品的 BET 比表面積和孔容分別只有 1098m2研究表明，當浸漬比為 1:5 時，以氫氧化鉀為活化劑所制樣品的 BET 比表面積高達2939m2謝應波等 [21]以瀝青焦粉末為原料，以氫氧化鉀、 氫氧化鈉為活化劑，將瀝青焦粉末分別與不同質(zhì)量活化劑研磨干混，在鎳反應器中活化 1h，升溫速率為 5℃ 化學活化法存在活化劑成本高、腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境、產(chǎn)品殘留活化劑等缺點 [9]。與物理活化法相比，化學活化法的工藝特點是：操作簡單、活化溫度低、時間短、能耗低。 物理活化法具有操作簡單、對設(shè)備腐蝕小、環(huán)境污染小等優(yōu)點，廣泛應用于工業(yè)化制備活性炭，但物理活化法活化時間長、活化溫度高、所制備活性炭的孔結(jié)構(gòu)較小，因此加快反應速率、縮短反應時間、降低反應能耗是開發(fā)物理活化法工藝的關(guān)鍵 [18]。g微孔容為 cm3g比表面積為 1653 mg楊坤彬等 [17] 以 600℃炭化 2h 的椰子殼炭化料為原料、 CO2 為活 化氣體，在 CO2 流量為 600mLg比表面積為 935 mg周建斌等 [16]以 油茶殼為原料、水蒸氣為活化劑，在活化溫度為 850℃ 、活化時間為 、水 蒸氣用量為 210g 的條件下制得的活性炭的得率為 ％ 、碘吸附值為 968mg炭化的實質(zhì)是將原材料中易揮發(fā)成分進行熱解的過程，活化過程的主要目的是利用活化氣體與含碳材料內(nèi)部“活性點”上的碳原子反應，通過開孔、擴孔和創(chuàng)造新孔，進而形成豐富的微孔 [10,13~15]。 活性炭制備方法 物理活化法是先將原材料在一定溫度下進行炭化，然后在一定溫度下用 CO O空氣或它們的混合氣體進行活化，制得具有微細晶孔質(zhì)的活性炭 [11~13]。木質(zhì)原料在我國活性炭工業(yè)中占有著十分重要的地位。g1 的活性炭 [6~7]。例如石油、瀝青、石油焦、石油油渣等 [4~5]。由于煤炭資源豐富植物原料 (木質(zhì)原料 )活性炭的木質(zhì)原料范圍很廣 ,常選用的有 :木炭、椰子等，分布廣泛、價格低廉 ,因此以煤為原料生產(chǎn)活性炭有著很好的前景 [1]。幾乎所有的煤都可以制出活性炭。 (21) 5 結(jié)論 (17) 吸附時間 (16) 吸附劑用量 (16) 分析方法及實驗原理 (14) 4 核桃殼活性炭吸附甲基橙應用 (12) 紅外圖譜 (10) 3 結(jié)果與討論 (9) 第 IV 頁 活化劑濃度對活性炭制備的影響 (9) 溫度對活性炭制備的影響 (9) 核桃殼活性炭制備 (9) (9) 儀器及試劑 (7) 論文研究內(nèi)容 (7) 活性炭應用展望 (6) 活性炭生產(chǎn)存在的問題 (6) 活性炭的再生 (4) 活性炭其它新用途 (3) 國內(nèi)外活性炭應用及再生研究進展 (3) 國內(nèi)外活性炭制備工藝新進展 (2) 微波活化法 (1) 煤炭 (1) 活性炭制備原料 L1, pH 4, adsorption time is 120min, the dosage of . In summary, this paper pecan shells as raw material, phosphoric acid as an activator, prepared a lowpower, high adsorption performance of activated carbon and environmentfriendly, high performance dye adsorption, is expected to beethe next generation of activated carbon products. Key words:Pecan shell, phosphoric acid activation method, methyl orange。g1, methylene blue value 關(guān)鍵詞 ：山核桃殼，磷酸活化法，甲基橙； 第 II 頁 Abstract In this p