活性炭作为多孔吸附材料具有丰富的孔隙结构、巨大的比表面积、优良的吸附性能和稳定的化学性质,被广泛应用于工业生产中。活性炭的吸附性能和孔隙结构主要取决于原材料的性质、采用的活化方法。
制备活性炭的原料大致分为2类:一类是劣质煤、纸浆废液、有机废料和农林废弃物;另一类是合成树脂和合成纤维。前者制备活性炭成本低,但所得活性炭比表面积低、吸附性能差。后者制备的活性炭虽然孔隙发达、比表面积高,但成本较高。国内外学者多以农林剩余物或合成树脂为原材料制备活性炭,近年来开始研究废弃纤维板制备活性炭,但刨花板制备木质活性炭的研究较少。我国每年有大量刨花板制品被淘汰,刨花板中一般都含有一定量的脉醛树脂或酚醛树脂,处理不当将会污染环境。将废弃刨花板用作生产活性炭的原料,可兼顾生态效益和经济效益。
废弃刨花板成分复杂,为了精确研究废弃刨花板制备木质活性炭的生产工艺,本研究以自制杨木刨花板为原料,采用正交设计,以氢氧化钾活化法制备具有较高比表面积的木质活性炭,并探讨各种参数对所制活性炭吸附性能和活化得率的影响,进而优化氢氧化钾活化法生产木质活性炭的工艺参数,为废弃刨花板制备高比表面积活性炭奠定基础。
杨木刨花板为原料,采用氢氧化钾活化法制备木质活性炭实验结论:
1)采用氢氧化钾活化法可制备具有良好吸附性能的杨木刨花板活性炭。浸渍比是制备杨木刨花板活性炭的关键因素,施胶量影响不显著。随浸渍比的增大,碘值逐渐增大,活化得率呈递减趋势。
2)在试验范围内,氢氧化钾活化法制备杨木刨花板活性炭的最优试验条件为:活化温度1000℃,活化时间40min,浸渍比1:3,施胶量6%。在最优试验条件下制备的活性炭的碘吸附值达到2.047g/g,活性炭得率为58.30%,灰分含量低于5%,符合国家木质活性炭一级标准。
3)在最优条件下制备的木质活性炭孔隙分布较窄,基本为微孔和中孔,有少量大孔,比表面积为2459. 708 m2/g,总孔容达1.646cm3/g。