活性炭中灰分含量对其性质有有一定影响作用,对活性炭吸附性能和物理化学性质有很大影响[5]。灰分的含量越高,有活性的比表面积就愈小,有效的吸附性越低;随着灰分的增加,相应的机械性能也得到一定的提升。灰分会参与构成活性炭的骨架,对活性炭的机械性能有一定的提升,但对活化作用会存在一些阻碍[6]。
灰分的去除有主要三个途径:原料精选、物理去除及化学去除。原料精选及物理去除都存在去除不完全性,化学去除成为综合考虑后的选择。可选用的试剂有盐酸、硫酸、磷酸、氢氟酸、硝酸和氢氧化钠溶液等。
盐酸:常用来去除活性炭中的Fe、、
此系列反应对溶液的pH值要求控制在3。7~4。7之间,反应时间在6~7h,同时盐酸也可以用在钙、镁、钠等元素的去除上。
氢氟酸:主要用来去除活性炭中的硅、铝元素
同时该方法也能脱除一定的、、、等,使用氢氟酸脱灰的时候可以在室温内浸泡,但是通常需要几天的时间,在70~80℃下浸泡时间可以减少很多。
硫酸:用来脱去Na、Al、Fe盐及少量S的化合物。
硝酸:用以除去活性炭中的
几乎不溶于热浓的、,但是却可以和稀在中等温度下反应,在75℃的情况下,它能和5%的稀硝酸反应,生成硝酸铁及硫元素。
氢氧化钠:主要用来去除硅、铝元素
上述反应里R代表跟S结合的任何烃基。生成的和沉积在活性炭上,不好除去。
1。6课题研究背景及意义
随着我国经济的迅猛发展以及人口的快速增长,对环境及产品的卫生要求在现代经济产业中逐渐升高,产品的卫生条件对其在市场中的定位起到了支撑作用。在经济发展过程中,传统能源的消耗所造成的生态环境的破坏日益凸显。在如今所面临的情况之下,我国迫切需要对环境及产品进行净化处理,来满足人们日益增长的生活水平需求[37]。
棕榈油在其生产过程中会产生很多废弃物,其中棕榈壳就是在这个过程中产出,且每年有大量的棕榈壳被丢弃。棕榈壳的有效综合利用是一个值得去探究的问题。棕榈壳质地坚硬,结构较致密,如同其他果壳(如椰壳)一样将其制备成活性炭是一种很好的路径。用棕榈壳当原材料,经过炭化、活化、漂洗、筛选等工序加工制成果壳活性炭。它拥有发达的内部空隙结构,较大的比表面积、较强的吸附能力等特点,是一种常用的吸附剂、催化剂及催化剂载体,被广泛运用在制药、石油化工、制糖、饮料净化行业以及提纯和污染水源的处理等方面。棕榈壳活性炭作为一种普通的木质活性炭,由于其原料的大量产出,让它成为一种符合经济发展要求的新型化工产品。且由于它的无毒无害特点,可不经过繁琐的处理就用于食品、饮品、医学和饮用水净化等行业,应用前景非常广泛 [38]。
在前期的研究中发现,在棕榈壳活性炭的制备中表面会生成一层含量稍高的白色灰分。活性炭的灰分是性质检测中一个重要的项目,被归入活性炭选择的重要评定指标。
因此灰分是影响活性炭吸附性能的主要因素,对活性炭灰分的研究也愈发重要,本文将根据对不同条件下生成的灰分分析来对灰分的来源、生成机理及适当的去除方案进行分析。
第二章 实验内容
2。1实验药品与仪器
2。1。1实验原料工业分析
棕榈壳原料水洗去除表面浮灰,并在115℃下进行烘干。然后对棕榈壳原料进行工业分析,分析结果如表2-1所示: