利用作物秸稈制備成型生物質(zhì)活性炭及纖維板.pdf

1、農(nóng)作物秸稈作為可再生資源,不僅含有豐富的碳源,而且可以部分代替木材資源。然而我國(guó)秸稈資源利用率還很低,目前主要集中于直接還田、沼氣或肥料發(fā)酵,這些利用方式仍然無法滿足大量秸稈的綜合利用問題。近些年來,研究者認(rèn)識(shí)到,開發(fā)秸稈工業(yè)化用途是解決秸稈資源化利用的一種有效途徑。利用作物秸稈資源開發(fā)活性炭和纖維板等環(huán)境綠色高科技產(chǎn)品已成為研究熱點(diǎn),這不僅可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)固廢的資源化利用,而且也可緩解當(dāng)前木材資源緊缺問題,有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　

2、　 本文選用常見的豆稈、麥稈等農(nóng)作物秸稈為材料,研究了豆稈制備高性能成型活性炭的可行方法,探討了成型工藝條件對(duì)其性能的影響,分析了制備的成型生物質(zhì)活性炭對(duì)水中典型有機(jī)污染物的處理效果及機(jī)理;研究了麥稈纖維預(yù)處理對(duì)纖維板性能影響,分析了麥稈纖維板性能與預(yù)處理時(shí)間、溫度、弱酸處理等的關(guān)系.主要成果如下:
　　 (1)不同成型工藝處理制得的豆稈成型生物質(zhì)活性炭的比表面積及表面形態(tài)存在差異。豆稈在700℃炭化、并經(jīng)H3PO4改性處理,

3、然后制備成型生物質(zhì)活性炭,其比表面積達(dá)320～359 m2·g-1,孔隙發(fā)達(dá)。不同成型工藝條件對(duì)亞甲基藍(lán)吸附值的影響強(qiáng)弱順序?yàn)闊崽幚頊囟龋境尚蛪毫Γ灸z粘劑比例＞熱處理時(shí)間。得出豆稈成型生物質(zhì)活性炭的最佳制備條件為:粘結(jié)劑比例為15％,成型壓力為65 Mpa,熱處理溫度為260℃,熱處理時(shí)間為90min。按此條件制得的豆稈成型生物質(zhì)活性炭對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附值可達(dá)135 mg·g-1。成型工藝條件顯著影響所制備的豆稈生物質(zhì)活性炭的表面形態(tài)和吸

4、附性能。
　　 (2)豆稈成型生物質(zhì)活性炭對(duì)菲具有較強(qiáng)的吸附能力和較大的吸附容量。其吸附菲的速率很快,24 h吸附達(dá)到平衡;其對(duì)水中菲的去除率均高于98%,與商品活性炭對(duì)菲的去除率相當(dāng)。在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi),菲在成型生物質(zhì)活性炭上的吸附等溫線呈線性(R2＞0.97),分配作用占主導(dǎo)。離子強(qiáng)度對(duì)成型生物質(zhì)活性炭吸附菲有顯著影響,隨著離子強(qiáng)度的增大,其對(duì)菲的吸附能力和吸附速率均逐漸下降。由于生物質(zhì)活性炭的孔結(jié)構(gòu)(孔形狀、孔徑及孔分布)以

5、及污染物自身的分子極性、分配系數(shù)、水中溶解度等性質(zhì)不同,導(dǎo)致生物質(zhì)活性炭對(duì)復(fù)合污染下不同PAHs的去除能力存在差異。豆稈成型生物質(zhì)活性炭對(duì)復(fù)合污染下三種PAHs的去除能力大小為菲＞萘＞苊;對(duì)于復(fù)合污染中同一PAHs,不同條件下制備的豆稈成型生物質(zhì)活性炭的吸附能力也存在差異。相比于單一菲污染處理,其對(duì)復(fù)合PAHs污染下菲的去除能力均有所減弱。
　　 (3)水熱處理溫度和時(shí)問對(duì)纖維板力學(xué)性能有明顯影響.實(shí)驗(yàn)溫度(40℃～100℃)范