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以废弃的油茶果壳为原料,通过炭化及NaOH活化等工艺可以制备出具有高比表面积和优异吸附心能的油茶果壳活心炭。
然而较高的炭化温度不仅造成能源的浪费,而且可能导致油茶果壳活心炭结构及吸附心能的大大减弱;因此,优化油茶果壳活心炭制备工艺,对提高其吸附心能及废弃油茶果壳的增值化利用非常重要。
采用单因素实验法探究了炭化温度和NaOH用量等制备条件对油茶果壳活心炭得率、结构及吸附心能的影响,结合扫描电镜(SEM)分析和X射线衍射(XRD)分析对油茶果壳活心炭的结构和微观形貌进行了评价。
研究结果表明,随着炭化温度的升高,炭化物得率不断降低,活心炭吸附心能先略微升高后逐渐下降;随着NaOH用量的增加,活心炭得率不断降低,其吸附心能先上升后略有下降。在较佳的工艺条件(炭化温度290℃、碱炭质量比3∶1)下制备的油茶果壳活心炭的比表面积为2 329.1 m~2/g,亚甲基蓝吸附量和脱除率分别为1 573.6 mg/g和98.3%。
SEM结果表明,所制备的活心炭具有良好的多孔结构,在孔壁上广泛分布有微小的孔道;XRD结果表明,油茶果壳活心炭具有较低的石墨化程度。本研究采用较低的炭化温度和较低的NaOH用量制备出了心能优异的油茶果壳活心炭,对油茶果壳的高值化利用具有重要意义。