以植物秸秆木质素为原料制备活性炭工艺研究

活性炭是一种多孔性的吸附剂，由微晶和无定型炭构成，具有高度发达的孔隙结构及巨大的比表面积，化学性质稳定。在工业、农业、国防、环保、食品、医药、轻纺、石油等多个领域中，活性炭得到了日益广泛的应用。但是，制备活性炭的高昂成本大大限制了其发展及应用。寻找价格低廉、原料丰富及改进制备方法是目前降低活性炭制备成本的有效措施。
　　 工业上制备活性炭的主要原料是木屑、各类煤、椰壳以及一些高聚物，以植物秸秆发酵制酒精后所得木质素为原料制备活性炭的研究国内外未见报道。本研究以生物木质素为原料，以氯化锌(ZnCl2)为活化剂制备活性炭，并对盐酸溶液及活化剂进行回收再利用。真正做到了融节能、环保及自然资源充分利用为一体的绿色化工生产技术。此外，以生产量一吨为例，对植物秸秆发酵制酒精后所得木质素为原料生产活性炭工艺进行初步的成本分析，为该项工艺今后的工业化生产奠定了良好的基础。
　　 通过正交试验考察了陈放时间、陈放温度、原材料和活化剂的配比（物料比），活化剂浓度、活化温度和活化时间这6个因素对活性炭吸附能力的影响，最终得到调控活性炭性能的工艺方法和工艺条件。氯化锌法制备玉米秸秆木质素活性炭的最佳工艺参数为:陈放时间36h，陈放温度80℃，物料比1∶3，活化剂浓度65％，活化温度500℃，活化时间80min。所制得活性炭的亚甲基蓝吸附值为12.4mL/0.1g，得率96.16％，其吸附效果高于商业活性炭。对盐酸溶液及活化剂进行了回收再利用，所得盐酸溶液的回收率为75％，氯化锌活化剂的回收率为96.3％。以活性炭生产量一吨为例，其初步成本合计为1800元/t。