• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      稻殼制備活性炭和二氧化硅的研究進(jìn)展

      2021-05-10 08:24:56蔡明翔
      科學(xué)與財富 2021年36期
      關(guān)鍵詞:稻殼二氧化硅活性炭

      蔡明翔

      摘 ?要:稻殼是生物質(zhì)家族的一員,由于其量產(chǎn)大面廣、價格低廉、易于獲取、清潔和可再生,受到研究者的青睞。國內(nèi)企業(yè)以稻殼為生物質(zhì)燃料,將稻殼燃燒產(chǎn)生的熱量再利用,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益,已逐步頻繁使用,因此,稻殼制備技術(shù)和方法的研究越來越迫切。為了提高稻殼的利用率,生產(chǎn)更多的綠色能源,本文探討了稻殼中活性炭和二氧化硅的制備方法。

      關(guān)鍵詞:稻殼;活性炭;二氧化硅;研究

      1.稻殼的應(yīng)用

      1.1 稻殼成分

      稻殼由纖維素、己糖、戊糖、木質(zhì)素、灰分和可提取提取物組成。木質(zhì)素是一種具有交叉結(jié)構(gòu)和苯基丙烷單體骨架的無定形聚合物。纖維素是高等植物細(xì)胞壁的基本成分,其熱穩(wěn)定性低于木質(zhì)素。谷殼是制備活性炭的優(yōu)良原料,谷殼的化學(xué)成分與不同類型木材的化學(xué)成分相似。根據(jù)這一成分,活性米殼富含硅,主要分布在稻殼的外層和內(nèi)層,這主要是由于生物礦化,大多數(shù)其他稻殼是有機(jī)的,并含有一些無機(jī)氧化物[1]。

      1.2我國稻殼的應(yīng)用現(xiàn)狀

      中國是世界上最大的大米生產(chǎn)國,年產(chǎn)量超過2億噸,約占世界產(chǎn)量的三分之一。稻殼是大米加工過程中最重要的副產(chǎn)品,其含量分別為20%。大米重量的30%是由其引起的,這導(dǎo)致每年消化4500萬噸稻殼[2]。大量稻殼作為農(nóng)業(yè)廢物或重要燃料處理。稻殼資源利用率不高,除一小部分用作初級燃料、飼料、建筑材料或能源生產(chǎn)燃料外,大部分作為農(nóng)業(yè)廢棄物處理,綜合利用率不到10%。長期以來,大部分燃燒的稻殼灰不僅未經(jīng)處理,它不僅浪費(fèi)資源,而且嚴(yán)重污染環(huán)境,具有堆放和自燃的安全風(fēng)險。

      2.稻殼制備活性炭的研究

      2.1物理活化法

      物理活化的本質(zhì)是碳的氧化,發(fā)生在“活性點(diǎn)”,與活化劑有很強(qiáng)的親和力。常用的活化劑包括蒸汽和二氧化碳。物理活化法相對成熟、簡單、清潔。制備的活性炭不能直接使用,但活化溫度高,能耗高,稻殼水分蒸發(fā)工藝相對成熟[4]?;钚蕴康練さ谋砻姹榷趸蓟罨囊??;罨到y(tǒng)的余熱可產(chǎn)生水蒸氣,因此主要用于工業(yè)生產(chǎn),而二氧化碳活化主要用于實(shí)驗(yàn)室。水蒸氣產(chǎn)生速度快,但很難獲得比表面更大面積的活性炭;二氧化碳活化可以制備比表面積大的活性炭。激活可能需要幾十甚至幾百個小時。

      2.2化學(xué)活化法

      在制備優(yōu)質(zhì)活性炭時,堿性活化劑可實(shí)現(xiàn)活性炭與優(yōu)質(zhì)白炭黑的聯(lián)合生產(chǎn)?;罨瘎〩3PO4的非碳化階段可有效降低活性炭制備過程中的能耗,活化時間短,生產(chǎn)成本低,但制備大比表面積活性炭相對困難。作為其他化學(xué)活化方法,可獲得高質(zhì)量的活性炭。一般來說,化學(xué)活化法生產(chǎn)的活性炭具有活化溫度低、活性炭產(chǎn)率高、比表面積大、設(shè)備腐蝕性強(qiáng)、環(huán)境污染嚴(yán)重等特點(diǎn)。

      2.3物理化學(xué)活化法

      對于活性炭和二氧化硅的生產(chǎn),還可以使用碳化稻殼的物理化學(xué)活化。活性炭是用堿性溶液處理含碳?xì)浠衔锏牡練?,并使用水蒸氣活化固體制成的。與直接活化法相比,碳化稻殼的用量增加了一倍多[5]。經(jīng)過酸堿處理后,碳稻殼的比表面積上升,活性炭的活性高于替代炭。

      3.稻殼制備二氧化硅的研究

      3.1 研究的重要性

      自然界中的大多數(shù)礦物硅材料以晶體形式存在,非晶硅具有較高的反應(yīng)性和較大的比表面積。它是硅材料的理想硅源。恒壓加熱后提取,能耗低[6]。由于其含硅量高,很難在土壤中自行分解,也很容易改變土壤成分。稻殼是通過預(yù)處理、燃燒和能量回收,然后通過酸化、老化、洗滌和過濾制備納米硅酸鹽制成的。

      3.2稻殼制備二氧化硅的方法

      3.2.1制備工藝概述

      稻殼在烤箱中燃燒并控制一定溫度,以生產(chǎn)二氧化硅質(zhì)量約為90%的稻殼。稻殼插入含有表面活性劑的水中,并在一定溫度下以聚硅酸鈉為基礎(chǔ)反應(yīng)。將反應(yīng)產(chǎn)物酸化、熟化、洗滌、過濾并用硫酸干燥以獲得二氧化硅產(chǎn)物。

      3.2.2 稻殼的預(yù)處理

      從稻殼中生產(chǎn)二氧化硅的困難在于去除有機(jī)材料和保持原始非晶硅,因此必須在硅晶體的轉(zhuǎn)變溫度下進(jìn)行處理[7]。在熱處理過程中能否保持傳統(tǒng)的米鱗結(jié)構(gòu)直接影響產(chǎn)品的最終使用。單獨(dú)的預(yù)處理通常效率低下,或在困難條件下靈活使用。因此,許多能夠有效發(fā)揮各自作用的預(yù)處理技術(shù)將受到廣泛關(guān)注。組合預(yù)處理優(yōu)于單一處理。

      3.2.3干法制備稻殼二氧化硅

      干法制備通過浸泡、洗滌和干燥稻殼酸來進(jìn)行,稻殼酸在高溫烘箱中煅燒,用處理劑處理,然后噴霧。熱解條件直接影響二氧化硅的產(chǎn)率、純度、粒度、形貌、物理相和結(jié)晶形態(tài)。選擇在適當(dāng)溫度下生產(chǎn)的合格二氧化硅產(chǎn)品,但白度較低。

      3.2.4濕法制備稻殼二氧化硅

      濕法制備主要由稻殼后續(xù)生物(稻殼碳和稻殼灰)與堿反應(yīng)形成。在用人工酸和螯合劑沉淀后,通過老化、洗滌和干燥等后處理過程生產(chǎn)出各種二氧化硅產(chǎn)品。成本高,影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素多,有必要系統(tǒng)地分析和確定高質(zhì)量產(chǎn)品的最佳工藝條件。濕法是第一種通過酸反應(yīng)、以稻殼為原料、通過堿性反應(yīng)和硅酸鈉生產(chǎn)二氧化硅的方法[8]。它具有二氧化硅質(zhì)量高、工藝復(fù)雜、石英砂為二氧化硅、無成本優(yōu)勢等優(yōu)點(diǎn)。

      4.結(jié)論和展望

      通過對稻殼的簡要介紹和對稻殼制備活性炭以及二氧化硅的研究,說明稻殼的深加工和綜合開發(fā)具有廣闊的前景,但稻殼的使用仍處于早期階段。應(yīng)加強(qiáng)對稻殼結(jié)構(gòu)、含硅量、含碳量、硅碳材料以及以稻殼為前驅(qū)體的復(fù)合材料的研究。如何充分發(fā)揮我國水稻生產(chǎn)的效益,開發(fā)新技術(shù),實(shí)現(xiàn)稻殼的梯級利用,生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品,以滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,是一個正在深入研究的課題。作為一種可再生資源,稻殼制備活性炭和二氧化硅的生產(chǎn)符合環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向,具有廣闊的市場前景。然而,稻殼的酸化階段將產(chǎn)生深棕色的酸性廢水,需要進(jìn)一步清潔以滿足環(huán)境要求。

      參考文獻(xiàn):

      [1]董梅.國外稻殼綜合利用的進(jìn)展[ J ].無錫江南大學(xué)食品學(xué)院學(xué)報. 2019 (3) : 32 - 35.

      [2]崔建生,趙春峰. 稻殼綜合利用 - 生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)計(jì)精細(xì)化工綜合開發(fā) [J ]. 2018, 40 (1) : 57.

      [3]衛(wèi)延安,朱春山,蔡春等.由稻殼灰制備活性炭的工藝及應(yīng)用研究[J]中國糧油學(xué)報,2003,18( 6) : 29-33.

      [4]侯貴華,許仲梓. 稻殼制備高性能材料研究進(jìn)展[ P]. 硅酸鹽學(xué)報, 2017, 34 (2) : 204 - 208.

      [6]熊文江,馬增奇,錢海峰. 稻殼資源利用及常用稻殼爐[ J ]. 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè), 2019 (1) : 36.

      [7]蘇學(xué)軍,宗春燕,韓蔚藍(lán)等.稻殼基二氧化硅的制備及應(yīng)研究進(jìn)展[J].化學(xué)工程師.2020,250( 7) : 57-60.

      [8]王章霞, 陳明強(qiáng).稻殼熱解特性及其動力學(xué)研究[ P ]. 安徽理工大學(xué)學(xué)報, 2019, 29 (1) : 43 - 46.

      猜你喜歡
      稻殼二氧化硅活性炭
      稻殼興衰史
      玩轉(zhuǎn)活性炭
      童話世界(2020年32期)2020-12-25 02:59:18
      神奇的活性炭
      姜黃提取物二氧化硅固體分散體的制備與表征
      中成藥(2018年2期)2018-05-09 07:19:43
      氨基官能化介孔二氧化硅的制備和表征
      野象卷起了稻殼貓
      齒科用二氧化硅纖維的制備與表征
      介孔二氧化硅制備自修復(fù)的疏水棉織物
      稻殼熱解油的特性
      改性活性炭吸附除砷的研究
      延边| 汾阳市| 镇平县| 四会市| 密云县| 崇义县| 苗栗市| 七台河市| 南康市| 怀集县| 韶山市| 双桥区| 达拉特旗| 淮南市| 曲阜市| 沾益县| 栾城县| 敦化市| 宣化县| 榆林市| 罗江县| 永川市| 潮安县| 益阳市| 英德市| 永新县| 婺源县| 家居| 水城县| 岳阳县| 新建县| 苏尼特右旗| 耿马| 新丰县| 阿巴嘎旗| 三亚市| 公主岭市| 汉川市| 新和县| 界首市| 香格里拉县|