油茶餅粕基活性炭的制備及其吸附性能研究.pdf

1、我國油茶林面積和產量均居世界首位,據(jù)統(tǒng)計,目前全國有油茶林約為5500萬公頃,年產油茶籽60余萬噸,每年榨油后剩下的油茶餅粕約50萬噸。油茶餅粕具有很高的經濟價值,但經濟效益極低。本文針對油茶餅粕的利用現(xiàn)狀,選擇油茶餅粕為制備活性炭的原料,詳細探討制備過程中各因素對其吸附性能的影響,優(yōu)化制備工藝,為工業(yè)化提供實驗依據(jù),拓寬了制備活性炭原料的來源,并將制備出的活性炭應用于吸附。
　　 本文分別選取ZnCl2、Fe(NO3)3化學活

2、化法制備油茶餅粕活性炭,通過考察活化劑比例、活化時間、活化溫度、原料顆粒因素對制備的活性炭吸附性能的影響,得出最優(yōu)制備工藝條件:ZnCl2為活化劑時,原料粒徑20～60目、劑料比1.5、活化溫度700℃、活化時間60 min;Fe(NO3)3為活化劑時,原料粒徑60～200目、劑料比0.2、活化溫度為700℃、活化時間90 min。
　　 采用紅外光譜、比表面積、掃描電鏡表征了活性炭的微觀結構。ZnCl2、Fe(NO3)3活化活

3、性炭紅外光譜圖相似度極高,兩種活化劑活化的活性炭表面官能團近乎相同。經分析,活性炭表面可能含有羥基、酚羥基、羧基等官能團。最佳工藝條件下,ZnCl2活化時活性炭比表面積1177.96 m2/g,孔容0.76 cm3/g,平均孔徑2.58 nm;Fe(NO3)3活化時活性炭比表面積532.69 m2/g,孔容0.33 cm3/g,平均孔徑2.45 nm。電鏡掃描結果驗證了比表面積的分析結果:ZnCl2活化時活性炭表面結構發(fā)達,比表面積較高

4、,而Fe(NO3)3活化時活性炭表面孔破壞嚴重,比表面積較低。
　　 以ZnCl2活化的活性炭為吸附劑,進行了甲基橙、維生素B12模擬廢水的吸附實驗研究,探討了振蕩時間、投加量、pH值、溫度對溶液吸附率的影響,得到了最大吸附率條件。應用van't Hoff公式對整個吸附過程進行了熱力學計算,發(fā)現(xiàn)升高溫度均利于對甲基橙、維生素B12的吸附;采用Langmuir和Freundlich兩種吸附等溫線模型對平衡數(shù)據(jù)進行分析,發(fā)現(xiàn)對于甲基