利用烟草秸秆制备活性炭吸附剂

利用烟草秸秆制备活性炭吸附剂吴东蓉ꎬ张亚洲∗(贵州理工学院食品药品制造工程学院ꎬ贵州贵阳５５０００３)摘要:活性炭又称活性炭黑ꎮ是一种内部结构发达的无定型碳ꎬ吸附力极强ꎬ外观呈现颗粒状或者黑色粉末状ꎬ主要由沥青、果壳、石油焦还有煤等制成ꎮ关键词:烟草ꎻ秸秆ꎻ活性炭吸附剂０引言烟草秸秆因含有大量的木质纤维与木材接近ꎬ利用烟草秸秆制备活性炭是一种既经济又环保的具有广阔前景的发展方向ꎮ活性炭的比表面积大ꎬ普通活性炭的比表面积为５００~１５００ｍ２/ｇꎬ而超级活性炭比表面积则更惊人ꎬ为３５００~５０００ｍ２/ｇꎮ活性炭主要由碳元素、氢元素和氧元素组成ꎬ其中碳元素含量最高ꎬ约达９０％~９５％ꎻ氢元素和氧元素则不是独立存在的ꎬ而是一种有机官能团ꎬ大部分是以化学键的形式与碳原子结合ꎮ在这种组合的形式下ꎬ氢含量约为４％~５％ꎬ氧含量约为１％~２％ꎮ酚羟基、羧基、混型羧基还有醚和酯是活性炭中最常见的官能团ꎮ制备材料、活化的时间和温度、活化剂的种类和用量以及加热方式等等均会影响活性炭的性质ꎮ活性炭的吸附能力与其物理结构和化学性能有关ꎬ因此使用不同制备方式制备出来的活性炭ꎬ物理结构和化学性能差别很大ꎬ由此其吸附性能也会有很大的差距ꎮ若是对活性炭的微孔要求较高ꎬ则可以采用碱制法ꎻ若是对介孔和离子交换能力要求高ꎬ那么磷酸法制备就是最佳的选择ꎮ１活性炭的吸附原理活性炭特殊的吸附原理是能够除热的最重要前提ꎬ因其自身物理特点而导致表面积相对较大ꎬ活性炭本身有着十分丰富的毛孔ꎬ毛孔的数量及大小决定了活性炭的强吸附力及稳定的吸附效果ꎮ２活性炭的作用从表面层次上看活性炭的结构较其他复杂物质来说很简单ꎬ可是这一小小的物质在各领域中却发挥了其重要作用ꎮ２.１活性炭技术在化学制药中的应用在我国制药领域ꎬ活性炭的使用不可或缺ꎬ在净化产药废水的过程中ꎬ活性炭做出了巨大的贡献ꎬ制药用水的纯度与药品的质量效果息息相关ꎬ药水纯度的高低会直接影响用药的效果ꎮ为了能再实验过程中将药水的提取最大限度的符合国家标准ꎬ一定要在事实基础上实现科学用法ꎬ合理的使用活性炭对其进行净化处理ꎮ这样才能够最大化的保证活性炭的生物活性ꎬ此外在实际应用过程中能够降低有机物对药品的影响ꎬ这样能够更好的实现物品的消毒工作[１]ꎮ为我国药业打下了坚实的基础ꎮ活性炭在应用化学领域后ꎬ我国的药物质量得到了质的提升ꎬ更好的确保了药物的生产质量ꎬ维持了相应的药物效果ꎮ无论是去除水中的微量元素还是吸附反应异味ꎬ活性炭都做出了巨大的应用ꎬ活性炭已经成为人们日常生活中必不可少的一种物质ꎬ也是现阶段各个实验室、各大领域的应用物质ꎮ短时间内最大化的将微量元素从有机物中吸附出来这样物质就能够被有效的吸附干净ꎬ彻底净化ꎬ活性炭还能够将微生物进行富集操作ꎬ统一排除到药品之外ꎮ２.２活性炭对水中重金属离子吸收的应用进入工业时代ꎬ冶金、合金、纺织印染、电镀和电解特别是颜料制造等行业迅猛发展ꎬ带来经济效益ꎬ但是ꎬ这些行业每年都会产生大量的工业废水ꎬ废水中重金属的含量非常高ꎬ给人们的生活带来了巨大的危害ꎮ处理工业废水的问题刻不容缓ꎬ而吸附性极强活性炭是最好的吸附材料ꎬ能降低工业废水中的重金属含量ꎮ重金属铬在电镀行业中广泛应用ꎬ六价铬在工业废水中的存在形态随着废水的ｐＨ值的变化而不同ꎮ研究表明对于阴离子存在的重金属活性炭的吸附效果并不理想ꎬ尽管活性炭比２表面积高、微孔结构发达、物理吸附性极强等优势[２]ꎮ若吸附质中存在阴离子ꎬ就需要借助活性炭巨大的表面比在表面上负载正价金属ꎬ比如铁等对表面进行修饰ꎬ通过反应产生化学键ꎬ对Ｃｒ进行吸附ꎬ达到吸附去除Ｃｒ的目的ꎮ为使电镀废水达到国家的排放标准ꎬ还能用改性后的活性炭进行吸附ꎬ效果极好ꎮ活性炭在去除正价重金属离子方面ꎬ优势非常明显ꎮ陈艳芳等人通过实验考察了通过活性炭纤维的吸附对去除水中的镉、镍、铜等正价重金属的效果ꎮ实验结果显示ꎬ不仅活性炭对废水中这三种这种金属离子的吸附性能好ꎬ而且吸附剂的再生力强ꎬ可循环使用ꎬ效果非常好ꎬ推广使用的价值非常大ꎮ２.３活性炭在烟气脱硫中的应用目前全球硫污染问题非常严峻ꎬ已成为防治大气污染的重要课题ꎬ而大气中硫污染的罪魁祸首当属煤和石油的使用ꎮ大气硫污染带来的最直接的后果就是酸雨ꎬ我国煤矿资源丰富ꎬ是产煤大国也是用煤大国ꎬ据统计数据ꎬ我国７０％的能源来自自然煤ꎬ很明显着手解决煤污染问题刻不容缓ꎮ据相关部门统计ꎬ酸雨在我国已经很常见了ꎬ有个别城市酸雨的ｐＨ值甚至达到４ꎬ对人体的危害性极大ꎬ对土壤也会造成极大的伤害ꎻ绝大部分的大中城市的土地都受到了酸雨的侵害ꎬ此外数据还表明ꎬ我国至少有三分之一以上的国土在遭受酸雨的侵害ꎮ防治酸雨恢复土壤的ｐＨ值刻不容缓ꎬ防治酸雨需从源头抓起ꎬ减少使用含硫能源ꎻ针对目前大气中的硫污染ꎬ仅靠预防手段难以解决ꎬ还需进行烟气脱硫治理ꎮ烟气脱硫的原理也