1. 研究目的与意义
本论文是利用气化固体产物稻壳炭制备活性炭和提取二氧化硅,拟以活性炭国标对产品作综合检测,利用针对体现中大孔的亚甲基兰的吸附分析,衍生出对某些特定染料吸附的应用,此外可以适当添加助活化剂以提高孔径分布。
另一方面,从稻壳炭中提取的sio2经过生物提纯不含有害杂质,通过国标对该种二氧化硅进行分析检测,得出适合其应用的方向。
稻壳基活性炭和提取二氧化硅既符合国家可持续发展的要求,又有可观的经济效益,一举两得,具有广阔的发展前景。
2. 国内外研究现状分析
国外稻壳综合利用在生产化工厂品方面的主要途径主要有以下两种:通过高温分解的方式,通过流化床快速高温分解稻壳以制取高品质液体燃料是近年来比较流行的方法。Mansaray-K-G等学者在此方面做了许多努力,确定了稻壳在空气、氧气、氮气等不同气体条件下汽化和燃烧的动力学参数。研制了一些诸如双燃料分配器流化床之类的相关新型设备。部分燃烧后的稻壳灰含有36%的碳和61%的硅,通过酸碱水解稻壳来制取硅或硅胶。Kalapathy-U等提出将稻壳灰酸法沉淀,碱液提取,可得到矿物质含量最小的纯硅。
稻壳中硅的综合利用主要有以下两种路线: 一是稻壳直接经过物理和化学处理得到硅化物, 如S iC、Si3N4 等; 二是利用稻壳灰分中的硅进一步制成各种含硅产品, 如白炭黑、稻壳水泥、水玻璃( xNa2O yS iO2 )等。国内学者卫延安等报道了同时生产多种含硅产品的生产工艺, 对稻壳灰与碱反应制备活性炭、水玻璃及白炭黑的工艺条件进行了研究, 在最佳工艺条件下SiO2 的溶出率为95%, 硅酸钾的模数为2. 8~ 3. 2,白炭黑的白度在90% 以上。刘娟等利用稻壳灰与NaOH 溶液反应制备水玻璃, 最优方案时的溶出率和模数分别为95. 74% 和3. 3%。3. 研究的基本内容与计划
内容:1、以稻壳炭为原料制取的活性炭和二氧化硅,通过亚甲基蓝吸附试验、盐酸实验、灰分检测、水分检测等检测方法活性炭的品质,测得二氧化硅的纯度、白度等国标标准;
2、通过分析检测结果,改变制活性炭过程中的固液比、温度、时间等,使实验进一步优化;
3、利用针对体现中大孔的亚甲基兰的吸附分析,衍生出对某些特定染料吸附的应用;
4. 研究创新点
相对于石油、天燃气、煤炭等不可再生资源, 稻壳的可再生性、数量大、价格低廉等特点使其作为能源倍受关注, 以稻壳为原料, 研究制备具有高附加值的精细化工产品, 如SiC、S i3N4、S iF4、合成沸石新型高效分析筛、太阳能电池硅等, 使稻壳资源的经济效益得到大幅度提高, 具有十分重要的现实意义和开发应用前景。
