《利用果壳类废物制取活性炭》研究叙事

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1、《利用果壳类废物制取活性炭》研究叙事活性炭的利用日益广泛，在医药、军事、净化等诸多领域都有所应用。然而活性炭只有专门的生产企业才能生产，且工业制造所需的设备庞大，本小组对实验室制取活性炭产生了兴趣。能否利用化学实验室的化学药品制取出活性炭呢？鉴于理论上利用生物质（本小组使用果壳类废物）可以制取活性炭。2012年10月23日，我们确立了小组研究课题，即利用果壳类废物制取活性炭。由于对利用果壳类废物制取活性炭的原理并没有很深入的了解，我们没有一开始就进实验室进行试验。我们先利用两节课（90分钟）的吋间上网查阅了工业制取活性炭的原理。我们发现

2、工业制取的难度较大，而且所需条件也很难达到。因而我们存些丧气，看来活性炭是做不出来了，但课题已经进行Y—段时间，这时候放弃我们都觉得有些可惜。这时老师告诉我们可以去学校图书馆汲取一些灵感，我们抱着一丝希望投入了茫茫书海。在图书馆里，经过小组5名同学的积极寻找，我们找到了不少有用的文献，并且对制取原理有了一定了解。我们怀着试试看的心理进入了实验室。我们先制取了活性炭的原料。起先，我们想利用一位组员带来的碧根果作为原料，但却发现碧根果的果壳太薄，烧出的炭可能会太细碎，我们决定放弃使用碧根果。在实验室老师的帮助下，我们找到了一箱废弃的核桃作为

3、实验材料。由于核桃壳体积太大，不便于放入试管。我们先用榔头将核桃砸碎，在砸核桃的过程中，我们发现巾干核桃存放时间过久，核桃内部果肉已经干枯，并且里面生出了许多小虫子。这说明原料质量不是很好，这给我们的实验又增添了一份不确定因素。在淸理完各种干扰因素后，我们向实验室老师借取了实验器具及药品，正式开始了实验。根据在图书馆里查阅到的资料——《浅谈活性炭的生产》（《中学化学》2006年第2期山东省莱芜市第五中学耿华田），我们首先对核桃壳进行了炭化工作。一开始，我们将核桃壳放入稀硫酸中加热炭化，但只发现溶液颜色越变越红，而核桃壳却没宥变为炭。我们

4、没宥立马改变实验方案，耐心地等待15分钟后，还是没有任何改观，我们决定改变实验方法。我们又向实验室老师借取了坩埚，想要利用坩埚作为容器在高温条件下炭化。采取Y这种方法后，炭化的过程快Y许多，5分钟过后坩埚内核桃壳变黑，表面出现了红热现象。鉴于速度还是有些慢，我们向核桃壳上滴了些许酒精以加快速度。约莫10分钟后，核桃壳变为了木炭。在等待过程中，小组两位组员尝试以试管为容器对核桃壳炭化。他们直接将一定量的核桃壳放入试管中，并直接在洒精灯上加热。我们发现这样的炭化方法速度很快，核桃壳迅速的变为炭。虽然炭化的速度非常快，但这样的方法也有一大不足

5、之处：随着核桃壳的逐步炭化，大量刺激性气体释放出来，我们都被呛得不行，用湿润的pH试纸检验后，发现是酸性气体，我们赶紧找来棉花过滤气体，这才控制住了大量逸散的气体，待炭化完成，白色的棉花已然变成了黄色。按照这样的方法，我们又炭化了一组核桃壳。最后，我们在三组材料屮选取了用试管制取的两组进行实验，用增埚制取的一组作为备用。接下来，我们开始木炭的活化过程。据资料来看，活化有许多方法，有利有弊，鉴于实验室条件，我们依照用碳酸钠活化的方法进行了一些改变。我们将木炭放入稀盐酸中加热至沸腾15分钟，将溶液与炭的混合物过滤两次，去除一些杂质。再将其与

6、稀盐酸加热至煮沸15分钟，再进行过滤。这样，对木炭微孔与疏通细孔的过积大体上就完成了。将炭粒取出放入蒸馏水清洗，主要是为了洗出油脂并调节pH值。在这步过程中，我们遇到了麻烦。在煮沸一段时间后，我们用pH试纸检测其酸碱性，试纸呈浅绿色，对照发现pH值恰好为7呈屮性,都很是欣喜，认为实验即将人功告成了。再煮了一会之后，再用pH试纸去检测，却发现呈酸性。我们猜想是稀盐酸进入了细孔内，加热一段时间后，一些稀盐酸释放出来溶在了水中，并且我们猜想部分稀盐酸挥发为气体逸散了岀来，于是我们立即用湿润的pH试纸检测气体，果然呈现酸性。鉴于没有什么特别有效

7、的方法，我们只能反复过滤，用蒸馏水煮沸洗涤。在多次操作之后，溶液的pH值终于达到了要求。这意味着活化的工作完成了。将湿润的炭粒取出放入试管加热干燥，管壁上凝结了许多小水滴，我们小心地将炭粒从试管中取出，放置于纸槽上，纸槽没有吸水现象，说明炭粒干燥完成。接下来，我们就开始了活性炭检验工作。在实验室老师的帮助下，我们得到了两试管的二氧化氮气体（呈红棕色）。这吋，利用坩埚制取的未经活化的炭粒派上了用场（作为对照组）。我们将木炭粒与活性炭粒分别迅速加入两只盛满二氧化氮气体的试管中，各自充分混合后，发现我们制取的活性炭吸附的速度远比木炭快得多，在

8、活性炭将二氧化氮气体几乎完全吸附之后（也就是试管几乎呈现无色），呈有木炭的试管中红棕色仍非常明显。至此，本小组实验宣告完成。