由水稻秸秆制备炭基材料及其吸附性能地地的研究

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1、实用标准文案由水稻秸秆制备炭基材料及其吸附性能的研究张到强（华中农业大学理学学院，应化1202班，430070）摘要：本文探讨和研究了活性碳吸附水中苯酚的试验方法以及活性碳对水中苯酚的吸附效率。主要从以下几个方面进行了研究：炭材料同一时间不同温度下的吸附，炭材料同一温度不同时间下的吸附，炭材料是否活化对吸附性能的影响，在比较了不同条件下活性炭对苯酚的吸附效果的情况下,确定了处理水中苯酚的活性炭用量、水的pH值、温度、粒径大小对吸附结果的影响。最后得出下列一些结论：在其他条件不变的情况下，升高炭化温度有利于炭材料对苯酚的吸收，在本实验的几个温度中，300℃的炭化温度吸附效果最好。在其他条件

2、不变的情况下，延长吸附时间，可以增加炭材料对苯酚的吸附，但存在一个平衡吸附量。在其他条件不变的情况下，用硫酸钠活化炭材料，可以显著提高炭材料对苯酚的吸附能力。活性炭对中性或较酸性的苯酚更易吸附。活性炭对苯酚的吸附属于二级反应。关键词：活性炭的制备，炭的活化，活性炭对苯酚的吸附，动力学研究。精彩文档实用标准文案目录1前言11.1制备炭基材料的原料11.2炭化条件11.3吸附性能研究22实验部分32.1实验原料32.2水稻秸秆炭基材料的制备32.3苯酚水溶液的配制及其标准工作曲线的绘制32.4吸附动力学实验42.5吸附热力学实验43实验数据及处理53.1动力学数据及处理53.2热力学数据及处

3、理84结论95参考文献106实验体会107致谢11精彩文档实用标准文案由水稻秸秆制备炭基材料及其吸附性能的研究张到强（华中农业大学理学学院，应化1202班，430070）1前言水稻秸秆是一类重要的可再生生物质资源，却长期未得到重视和开发利用，一般而言，水稻秸秆中的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素这三种成分，其中纤维素的含量最多，约可以达到60％。无定形碳又称为过渡态碳，是碳的同素异形体中的一大类，在炭素材料学历史上，曾与石墨、金刚石并立，被认为是碳元素三种存在状态之一。由于水稻中的纤维素含量很高，所以是制备炭基材料的理想材料，目前也被大量研究。活性炭又称活性炭黑，是黑色粉末状或块状、颗

4、粒状、蜂窝状的无定形碳，也有排列规整的晶体碳。活性炭中除碳元素外，还包含两类掺和物：一类是化学结合的元素，主要是氧和氢，这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中，或者在活化过程中，外来的非碳元素与活性炭表面化学结合，如用水蒸气活化时，活性炭表面被氧化或水蒸气氧化；另一类掺和物是灰分，它是活性炭的无机部分；灰分在活性碳中易造成二次污染。1.1制备炭基材料的原料运用自然界中普遍存在的水稻秸秆制备炭基材料，并且用炭基材料进行吸附研究，为资源的合理运用以及活性炭等的制备拓宽了研究方向和范围。纤维素排列紧凑，因此具有良好的炭化效果。随炭化温度升高，炭化物聚合度升高，表面官能团也发生了明显变化且慢速升温

5、有利于形成结构更规整的平面碳网，炭化物的表面官能团更少。水稻作为我国的主要粮食作物，广泛分布于中国南方的大部分省份，但是目前我国对水稻秸秆的主要处理方式为焚烧，使之没有得到合理的运用，活性炭在污水处理中，医药方面都有得天独厚的优势没所以如果利用我国廉价易得的水稻秸秆进行炭基材料的制备以及吸附性能研究将会对资源的合理应用做出巨大的贡献。因此，此次实验采用水稻秸秆为原料探究其炭基材料吸附苯酚的性能。1.2炭化条件1.2.1炭化的机理纤维素经过高温热处理之后，羟基的含量减少，微观化学结构发生一系列的变化，使炭化水稻秸秆的亲水性降低，尺寸稳定性提高，但由于纤维素聚合度的降低，氢键被破坏，使得炭化

6、水稻秸秆的力学强度有所损失。水稻秸秆在高温热处理过程中，半纤维素中的某些多糖容易裂解为糖醛和某些糖类的裂解产物，在热量的作用下，这些物质又能发生聚合作用生成不溶于水的聚合物，因而可降低水稻秸秆的亲水性，减少水稻秸秆的膨胀，提高了炭化木的尺寸稳定性。1.2.2炭化的方法活性炭是以煤、木材和果壳等含碳材料为原料，经过物理方法或化学方法，经炭化、活化、洗涤等一系列工序制造而成的，内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。是一类绿色环保，无毒无害的吸附剂。炭化的方法主要有一步炭化法与两步炭化法。炭化过程实际上就是物料在低温条件下的干馏过程。在该过程中，物料在一定的低温范围内和

7、隔绝空气的条件下逐步升温加热，物料中的低分子物质首先挥发，然后煤及煤焦油沥青分解和固化.整个炭化过程中物料会发生一系列复杂的物理变化和化学变化，其中物理变化主要是脱水、脱气和干燥过程;化学变化主要是热分解和热缩聚两类反应。物料在热分解和热缩聚反应过程中析出煤气和煤焦油，物料中有机化合物的氧键结合基被破坏，氧元素以H2 0, CO, CO:精彩文档实用标准文案等气体析出，同时形成芳香族化合物和交联的高强度碳分子结构固体;在炭化过程中，