1. 研究目的与意义
我国是农业大国，稻壳作为稻谷加工后的副产品年产生量可达4000万t。利用稻壳气化发电在我国已有近40年的历史。但是，在稻壳气化过程中，会产生大量的生物质气化残余物炭化稻壳，其量大约为稻壳的20%。气化后的炭化稻壳中含有焦炭，且体积没有明显减少不能达到完全消除巨大体积废物的目的。因此，气化后产生的炭化稻壳需经进一步处理，如加工提取高纯度的SiO2。稻壳中的二氧化硅是经过生物提纯不含有害杂质（如铅、砷），特别适用于食品、牙膏、化妆品、医药等工业的需求，市场潜力巨大。而传统的液相沉淀法生产二氧化硅工艺污染大，产品粒度大；气相法产品粒度细，但成本高。如果能以炭化稻壳为原料生产合格二氧化硅，则既可解决炭化稻壳对环境的污染问题，还能带来可观的经济效益。
2. 国内外研究现状分析
目前，国内利用稻壳制二氧化硅和纳米白炭黑的研究甚多，其工艺可分为干法和湿法两种，湿法为先将稻壳灰和碱反应生成水玻璃，水玻璃和酸反应生成白炭黑。其优点为白炭黑产品质量高，但工艺较复杂，和以石英砂为原料制白炭黑的工艺类同，并无成本优势。微生物发酵处理也被应用于稻壳的预处理中，希望在低温下将稻壳中SiO2以自然、纯洁和高活性的状态释放出来。这种生物处理比较经济，如果和酸处理结合起来可以生产出和商品SiO2气凝胶相似的产品。其纯度、比表面积和形成分形结构的趋势的特性很像气相SiO2。生物预处理能降低稻壳中有机物的含量使得SiO2的含量得到了提高，大大减少了燃烧去除的碳含量。但是生物预处理有着多长的周期，不利于实际生产。
3. 研究的基本内容与计划
（1）以NaOH、H2SO4为活化剂，进行稻壳炭制备SiO2反应研究。（2）研究碱化处理时间、酸化处理加酸速度、稻壳与碱液配比、硫酸钠、苯甲醇加入量等对白炭黑表面积的影响。（3）进行白炭黑质量检测，并利用红外光谱法检测白炭黑中SiO2。
4. 研究创新点
优点为白炭黑产品质量高,原料充足、价格低、能耗小、加工处理方便，而且可实现其综合利用，但工艺较复杂。由于稻壳的生物提纯作用，所生产的白炭黑产品中有害杂质含量极低，产品不仅适用于普通行业，还可用于特殊领域。
