稻壳炭制备工艺参数对吸附性能的影响

作者：田雨; 刘晓刚; 赵玉; 詹华; 王虹^*; 李翠清; 宋永吉

来源：农业工程学报, 2020, 36(24): 211-217.

• 生物质炭
• 吸附
• 水热炭化
• 稻壳
• 亚甲基蓝

以稻壳为原料,采用水热法制备稻壳炭,将稻壳炭用于吸附印染废水中亚甲基蓝。利用XRD、SEM、TG、FT-IR等手段对稻壳炭进行表征分析,探究炭化温度和炭化时间对稻壳炭理化性质和亚甲基蓝吸附性能的影响。结果表明,炭化温度是影响稻壳炭吸附性能的重要因素。炭化时间为4 h,炭化温度为180～220℃,稻壳炭对亚甲基蓝去除率大于90%,亚甲基蓝的吸附量大于6.27 mg/g,其中,炭化温度为200℃、炭化时间为8 h,即(RH-200-8)的稻壳炭结构完整,稻壳炭产率较高为65.20%,亚甲基蓝的去除率和吸附能力分别为93.04%和6.62 mg/g。炭化温度为180～220℃,纤维素未完全分解,孔隙结构良好,孔径适中,有利于亚甲基蓝分子的扩散与吸附,含氧官能团数量较多,吸附活性点位较多,对亚甲基蓝吸附性能较好。炭化温度大于220℃,随着炭化温度的升高,纤维素和富氧官能团的分解加速,吸附活性点位减少,稻壳炭结构发生改变,比表面积增加,但最可几孔径减小,不利于亚甲基蓝分子的扩散,导致稻壳炭对亚甲基蓝的去除率和吸附能力降低。RH-200-8稻壳炭再生循环使用实验表明,RH-200-8稻壳炭再生次数增加,稻壳炭对亚甲基蓝去除率略有下降,RH-220-8-3(即稻壳炭使用第3次)的亚甲基蓝去除率达82.20%(10 h)。

• 单位
  北京工业大学; 北京石油化工学院