薄皮核桃壳基活性炭的制备及表征

• 作者: 辛赫 张娜 柴洋洋 郭庆启
• 来源期刊: 中南林业科技大学学报
• 关键词: 薄皮核桃 活性炭 磷酸活化 制备 表征
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 林业工程
• 页码范围: 171-178
• 页数: 8页
• 分类号: S789.5|TQ424.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.14067/j.cnki.1673-923x.2021.02.020

摘要

[目的]以农林废弃物薄皮核桃壳为原料,通过化学活化-高温炭化法制备多孔活性炭材料,优化制备工艺过程,表征吸附性能机理,为薄皮核桃壳的开发利用提供技术指导.[方法]以碘吸附值和亚基甲蓝吸附值为考察指标,进行活化剂的筛选,并进一步考察原料粒度、料液比、活化时间、炭化温度和炭化时间对制备出的活性炭的吸附性能的影响.采用N2吸附-脱附等温线、元素分析仪和FTIR测定了活性炭的孔隙结构、主要元素组成和表面官能团,扫描电镜分析形貌结构,XRD和TG分析活性炭的结晶度和热稳定性.[结果]选用磷酸为最佳活化剂,薄皮核桃壳活性炭的最佳制备工艺条件为:核桃壳粉100目、料液比1:4、活化时间120 min、炭化温度500℃、炭化时间60 min,此工艺条件下制备出的活性炭的碘吸附值为657.42±3.16 mg/g、 亚甲基蓝吸附值为248.55±1.94 mg/g.制备出的活性炭的表面积为449.80 m2/g,具有丰富的孔隙结构,孔容积为1.11 m2/g,平均孔径为7.87 nm.碳元素含量为65.56％,结晶度不高,为无定型结构,活性炭在400℃左右发生热降解,主要含有羧基、酚基、醇羟基等活性官能团.[结论]采用磷酸活化法制备出的薄皮核桃壳活性炭的孔隙结构发达,具有良好的吸附性能,碘吸附值和亚甲基蓝吸附值均高于国家标准,具有将废弃物资源循环利用的价值和前景.