文献综述：微波辐照活化柚子皮制备活性炭

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1、微波辐照活化柚子皮制备活性炭研究摘要：本文主要介绍微波裂解的机理、活性炭吸附的原理和如何利用柚子皮微波裂解制取生物质精油后所产生的柚子皮炭来制备高质量的柚子皮活性炭，以及高质量柚子皮活性炭的用途，以此来有效利用常作为垃圾处理掉的柚子皮。关键词：活性炭；柚子皮；微博裂解；活化前言：活性炭是一种具有较丰富的内部孔隙结构和较高的比表面积的优质吸附剂，广泛应用于环保、食品、医药、催化、分离以及国防等领域。目前我国主要是以煤炭、木材、城市固体有机废弃物、椰子壳、果壳、稻壳等材料作为生产活性炭的原料，柚子的内皮、外皮中含有多种活性成分，也可作为活性炭生产的原料。1.活性炭基本特性、发展历史、吸附原

2、理、制备及其应用1.1活性炭的基本特性活性炭又称活性炭黑。是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳。活性炭主成分除了碳以外还有氧、氢等元素。活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列，在交叉连接之间有细孔，在活化时会产生碳组织缺陷，因此它是一种多孔碳，堆积密度低，比表面积大。1.2活性炭的发展历史[1]活性炭有着悠久的发展历史。18世纪末，人们首次发现木炭的吸附能力。譬如，在1773年，施特拉尔松市的化学家卡尔·舍列报道了木炭吸附气体的作用。数年后，于1785年，洛维茨证实木炭能使某些液体脱色。这一发现导致木炭于1794年在英国精制糖厂中首次获得工业应用。在1900到1901两年中，奥斯特里科所公布的

3、两项专利，打通了活性炭生产的现代工艺途径。植物性材料同金属氯化物共热是该专利的发明主题，同时在专利中还讨论了在加热到微赤热条件下，用二氧化碳和水蒸气活化木炭的方法。在第一次世界大战中，活性炭作为军需品得到了急剧的发展，其原因是化学武器在战场上出现，对化学战剂的防护被提到议事日程上。第二次世界大战开始后，活性炭作为防毒面具的重要原材料又出现了新的跃进，这个时期的特点是煤被用作活性炭的原材料和压块压伸工艺制造技术的发展。60年代后，活性炭被广泛用于水和废水、废气的处理上，又促进了活性炭工业的发展。70年代后，许多国家采用石油残渣以及其它工业上的废料为原料制造各种用途的活性炭，活性炭的产量和

4、质量也在不断提高。活性炭作为一种空隙发达的炭质材料，已经应用于工业和国民经济的各个部门，以及环境保护和人类生活的各个方面，而且还应用于宇宙航行、海洋作业和尖端科学方面。1.3活性炭的吸附原理活性炭是由含炭为主的物质作原料，经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。活性炭含有大量微孔，具有巨大的比表面积，能有效地去除色度、臭味，可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物，包含某些有毒的重金属。影响活性炭吸附的因素有：活性炭的特性；被吸附物的特性和浓度；废水的PH值；悬浮固体含量等特性；接触系统及运行方式等。活性炭吸附是城市污水高级处理中最重要最有效的处理技术，得到广泛的应用。活性炭能有效吸附

5、氯代烃、有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂，还能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、艾氏剂、烷基苯磺酸及许多酯类和芳烃化合物。二级出水中也含有不被活性炭吸附的有机物，如蛋白质的中间降解物质，比原有的有机物更难被活性炭吸附，活性炭对THMS的去除能力较低，仅达到23-60%。活性炭吸附法与其他处理方法联用，出现了臭氧-活性炭法、混凝-吸附活性炭法、Habberer工艺、活性炭-硅藻土法等，使活性炭的吸附周期明显延长，用量减少，处理效果和范围大幅度提高。1.4活性炭的制备[1]活性炭制备传统上分为化学活化法和气体活化法两种，但由于制备活性炭的原料越来越来广泛，从木屑、木炭、煤、

6、石油、沥青、泥煤为原料，到近年来，利用农林副产物、纸浆废液以及许多含碳的工业废料。其他相关技术的发展以及科学的进步，使活性炭的制备有了新颖的方法和途径。1.4.1活性炭制备方法1.4.1.1化学活化法化学活化法是把化学药品加入原料中，然后在惰性气体介质中加热，同时进行炭化和活化的一种方法，通常采用锯屑等植物性原料[2]。药品活化法有三大缺点:①对设备腐蚀性很大；②污染环境；③活性炭中残留有化学药品活化剂，应用方面受到限制。1.4.1.1.1氯化锌法氯化锌法制造工艺为在原料中加入重量是原料0.5～4倍、比重为1.8左右的浓氯化锌溶液并进行混合，让氯化锌浸渍，然后在回转炉中隔绝空气加热到6

7、00～700℃，由于氯化锌的脱水作用，原料里的氢和氧主要以水蒸气的形式放出，形成了多孔性结构发达的炭[2]。1.4.1.1.2磷酸法磷酸活化原则上是将精细粉碎的原料与磷酸溶液混合，接着混合物被烘干，并在转炉内加热到400～600℃，众所熟知的工艺过程是在较高的温度下(1100℃)进行的[3]。1.4.1.1.3以碱为活化剂的化学活化法近来，以氢氧化钾等碱为活化剂的化学活化法引人注目。将煤焦与氢氧化钾混合，在氩气流中进行低温、高温二次热处理，制得