农作物秸秆制备活性炭及吸附性能测定

农作物秸秆制备活性炭及吸附性能测定

一、实践目的：

1、掌握农作物秸秆炭化的基本原理；

2、了解固体废物资源化综合利用的方法。

二、实践原理：

作物秸秆中含碳43%~52%，是制备活性炭的良好原料。磷酸是中强酸，具有脱水性，阻燃性，同时阻止含碳挥发物形成。生物碳被磷酸固定后，高温下形成微孔结构，生成活性炭。活性炭可去除异味、某些离子以及难以进行生物降解的有机污染物。

三、实验设备与材料：

1、实验设备：

马弗炉、分光光度计、水平振荡机、烘箱、250mL锥形瓶、100mL坩埚、250mL烧杯、布氏漏斗、抽滤瓶、25mL容量瓶、1cm比色皿、100mL塑料瓶

2、实验材料：

      （1）芦苇秆

（2）40%磷酸

（3）20mg/L亚甲基蓝

四、实验步骤：

1、活性炭的制备：

将芦苇秸秆晒干后截成2~3cm长备用。取10g左右上述芦苇秆，用100mL 40%磷酸溶液浸泡24h，挤干物料，装入坩埚中，放入马弗炉中400℃下保温2h，冷却后，用自来水洗至pH6~7，再用蒸馏水洗三次，105℃下烘干，计算产率。磨细，过筛{采用通过0.15mm（100目）筛孔以下的粒径}，待用。

2、活性炭吸附脱色能力测定：

称取炭样0.1g(精确到0.001g)于塑料瓶中，加入20mg/L的亚甲基蓝试液100mL，于恒温振荡机上（25℃，110r/min）振荡30min，过滤，滤液在分光光度计上于565nm处测吸光度值。从标准曲线上获得亚甲基蓝的剩余浓度，计算吸附容量。

3、工作曲线：

    分别取20mg/L的亚甲基蓝0.00、1.00、3.00、5.00、7.00、9.00mL于25mL容量瓶中，用水定容到刻度，以蒸馏水为参比，用1cm比色皿在565nm处测吸光度值。绘制吸光度与亚甲基蓝浓度（mg/L）的关系曲线，即标准曲线。

五、吸附量计算：

一定压力和温度条件下，用活性炭吸附溶液中的溶质，单位重量的活性炭吸附溶质的数量为吸附容量。按下式计算：

式中：q —— 吸附容量，mg/g；

      V —— 溶液体积，mL；

      C₀—— 亚甲基蓝初始浓度，mg/L；

      C_e—— 吸附平衡时浓度，即剩余浓度，mg/L；

      m —— 吸附剂用量，g；

      x —— 被吸附的溶质的质量，g。

六、注意事项

1、浸泡时要每隔1~2h搅拌一次。

2、坩埚、物料要事先烘干。

3、坩埚放入马弗炉或取出时均要注意温差引起的炸裂。

七、思考题

1、为何物料浸泡时要每隔1~2h搅拌一次？

2、磷酸的作用是什么？