油茶壳制活性炭的研究

1、油茶壳制活性炭的研究周建斌张齐生（南京林业大学）扌商 要 以油茶壳为原料，用物理法（水蒸汽为活化荆）制备活性炭。研究了活化温度、活化时间、水蒸汽用量等对活性炭的得率、碘吸附值和亚甲基蓝吸附值的影响。确定了用油茶壳制备活性炭适宜的工艺条件为：活化温度为850c.活化吋间为2. 5h ,水蒸汽用量为2 1 og。在此工艺条件下所制取的油茶壳活性炭的得率为33 .7 %。活性炭的碘吸附值9 6 8 mg / g ,亚甲基蓝吸附值1 8 0 m g / g,比表面积9 3 5 m 2 / g 关键词 油茶壳；活性炭；物理法活性炭是以木材、果壳、煤等含碳材料为原料制备的一类具有发达的孔隙结构、很 大的比

2、表面积、很强吸附能力的微晶质碳，广泛用于食品工业、制药工业中的杂质去除 及脱色、水处理、环境污染的治理、工业催化剂及军用催化剂的载体等。活性炭已成为 国民经济屮不可缺少的重要化工产品么一。由于传统的活性炭原料是木材、果壳和优质煤, 木材虽是可再生资源，但其生长周期长及受坏境保护和生态平衡的制约，不可能大量地用 作活性炭原料。近几年，木屑资源短缺也et趋严重，因此，不断开发活性炭生产的原料、 探索新的工艺条件、增加新品种是我国乃至世界活性炭工业发展的重要任务。油茶是我国 南方重要的木本油料树种，具有栽培历史悠久、分布区域广、栽培面积大、用途多等 特点。油茶壳是油茶果加工茶油的副产物，包括茶果壳和

3、茶籽壳两部分，因此油茶壳资 源十分丰富。本研究是以油茶壳为原料，探讨了活化温度、活化时间、水蒸汽用量等对 活性炭的得率、碘吸附值、亚甲基蓝吸附值的影响，确定了以水蒸汽为活化剂生产活 性炭的工艺条件，对开辟油茶综合利用和活性炭原料来源具有积极意义。1实验方法11 实验原料原料用油茶壳由湖南省某单位提供，室内风干后备用。1.2干憎采用容积为10 l、由电炉加热的实验用间歇式干锚釜对油茶壳进行干饰，每釜装油 茶壳1 .5 kg左右，温度通过分别设置在釜内和釜外的两只热电他來显示，用调压器调节升温速度，使干僧釜内温度在4 h左右升高到干谓最终温度4 5 0 c；在此温度 下保温0. 5 h后，从电炉中

4、取出干馆釜并立即将其密封,自然冷却至室温后，取 出油茶壳炭称暈后备用。1.3活化使用外部由电炉加热的、用不锈钢管制作的实验用间歇式回转炉活化。操作吋，将回转炉 炉膛温度预热至700c后加入100 g油茶壳炭，升温至规定的温度后，通人由额 定流量的水汽化而成的过热水蒸汽进行活化，到规定的活化时间后取出油茶壳活性炭，冷 却至室温后称重待测。14原料用油茶壳、油茶壳炭及油茶壳活性炭的分析检验原料用油茶壳的基本性质按gb 2 6 7 7-1 9 8 1检测；油茶壳炭的基本性质 按gb 1 7664-1 999检测；油茶壳活性炭的指标按gb / t 12496 .112496 . 22-1 999检测；

5、油茶壳活性炭的比表面积用国产s2 0 () 0型比表面 积测定仪测定。2结果与讨论21原料用油茶壳的基本性质原料油茶壳的水分、灰分、苯醇抽出物、综纤维素及木质素的分析测定如表1所示。表1原料用油茶壳的基本性质()水分灰分苯醇抽出物综纤维素木质素12,653,2319,3631.5445,46从表i看出，油茶壳含有45. 46%的木质素和3 i. 54%的综纤维素,可以作为活 性炭生产的原料。2.2油茶壳干憎的结果在最终温度为4 5() °c、干饰 时间为45 h的条件下，油茶壳炭的得率为原料用油茶壳重量的30 .24 %,所得油茶壳炭的水分、灰分、挥发分、固定碳的测定结果分别为：0.

6、 70 %、5 .10 %、18. 2%和6. 68%。与生产活性炭所使用的木炭相比较，其挥发分和固定碳的含量相近，但灰分含量较高。23油茶壳炭活化的结果将上述油茶壳炭在不同的活化温度、活化时间及水蒸汽用量条件下进行活化，并对产物油茶壳活性炭的吸附性能进行了测定，结果见表2 o表2活化条件对油茶売活性炭质的影响序 号活化条件活性炭- 得率()活性歩的吸附能力时间(h)水蒸汽用凰碘吸附值亚甲基蓝吸 附值(mg/g)12.015041.375010522.518037.682312033.021030.485713542.018034.293014352.521033.796818063.0150

7、32991313572.021026.485010582.515024.686412093.018023.581590从表2可以看出，在所釆用的9种活化条件下,油茶壳活性炭的得率为2 3.5一 4 13 %,它们的碘吸附值为7 5 09 6 8mg / g ,亚甲基蓝吸附值为-1 5 0 mg / go从吸附能力方面来看，以5号试验的油茶壳活性炭为最好，其碘吸附 值达96 8 n g ,亚甲基蓝吸附值也达1 50 n 1 g / g ,比表面积为93 5 m2 / g ；同吋，油茶壳活性炭的得率也较高，为33 . 7 %。因此可以认为，在850 °c 的活化温度下，2. 5 h内均匀地通入210g水蒸汽，对100g油茶壳炭进行活化，是 本次试验中比较好的工艺条件。实验表明用油茶壳为原料采用物理法(以水蒸汽为活化剂) 能生产出吸附能力较好的活性炭。3结论(1 )通过实验确定了以油茶壳为原料制备活性炭的工艺条件，即活化温度为850oc、活 化时间为2. 5h、水蒸汽用量为2 1 0g。在此条件下得到的油茶壳活性炭的碘吸附值为 9 6 8 m g / g ,亚甲基蓝吸附值180mg/g,比表面积为93 5m2/g。(2 )充分利用油茶壳这一生物质资源来发展活性炭生产，不仅可以增加活性炭原料的来源，