关注佛手废渣变身活性炭半公斤漂清一吨废水

发布时间:2012-12-21 9:56:33 浏览次数:1134
文章来源:www.590.com网络部 作者:www.590.com小编

  用金华特产佛手加工的产品有很多,如佛手茶、佛手汁、佛手酒等。加工剩下的佛手果渣往往被当作废料。浙江师范大学生化学院博士代伟的一项研究成果,能将佛手渣变成吸附能力超群的活性炭,这意味着佛手渣将变废为宝。

    参观工厂车间产生灵感

    代伟是浙师大生化学院应用化学学科主任,是一名吸附剂专家。

    两年前,代伟到金华一家佛手饮料生产企业参观。在生产车间,他看到佛手在压榨成汁的过程中产生大量果渣。这些果渣,只有少量品质较好的用来生产佛手果酱,其余大部分作为废料垃圾处理。

    每天与吸附剂打交道的代伟脑海里闪过一个念头:能否将佛手渣加以利用,加工成活性炭。

    “当时只是抱着试试看的想法,因为一般植物的碳含量都很高。”代伟说,像椰壳、稻壳等植物果渣,都可以制成活性炭加以利用,不过目前市面上主要的活性炭材料还是以煤和石油焦为主,需要一定的成本。

    佛手渣基活性炭吸附能力之强,让代伟大吃一惊。

    一克佛手活性炭=半个足球场

    在代伟的实验室里,放在样品瓶里的佛手废渣,看上去跟木头屑差不多。

    代伟讲解了佛手渣变成活性炭的整个过程:

    要先把这些果渣烘干或晒干,粉碎成细粉末,再进行过筛、除杂质。预处理之后的佛手渣很细,再进入管式炭化炉进行500摄氏度的高温炭化。在这个过程中,管式炭化炉里充满了一种惰性气体(氮气)来保护植物粉末中的碳元素。

    “如果没有惰性气体的保护,氧气会直接把碳元素变成气体。此外,惰性气体还有运输载体的作用———在高温作用下,佛手渣里其他成分都变成气体,搭上惰性气体的顺风车,一起排出炭化炉。”代伟说。除去其他元素的佛手炭材料,会生成很多小孔,这时候的比表面积就会大大增加。

    什么叫比表面积呢?就是物体外表面和内表面之和,比表面积越大,活性炭的吸附能力越强。代老师打了一个比方,一张桌子的面积越大,在它表面上吸附的灰尘就越多。也就是说,活性炭的空隙越多,它的比表面积越大,吸附能力也就越强。

    在高温炭化后,还有*一道程序是用活化剂将佛手渣基炭材料活化,这是这项研究的关键所在。代老师说,为了找到适当的活化剂,他在实验室费了不少周折,也走过不少弯路。

    “活化剂的作用就像是一把锤子,将炭材料的表面炸成很多个小洞,让炭表面形成丰富的小孔隙,大大增加炭材料的比表面积。”代伟说,在*终找到合适活化剂活化之后,做成的活性炭让整个实验室都很欣喜:每克佛手渣基活性炭的比表面积有3000平方米,是目前市面上主流活性炭的3倍。也就是说,1克佛手渣基活性炭的比表面积,就有半个标准足球场那么大,其吸附能力可想而知。

    应用成果将投入生产

    目前,佛手渣基活性炭研究成果已经取得了发明专利。

    代伟正在实验室里进行它的液相应用研究,也就是研究如何用佛手渣基活性炭处理染料厂里的染料废水。经过试验,代伟发现,每克佛手渣基活性炭能吸附400毫克的亚甲基蓝(纺织品染色的主要成分)。现在染印厂里的染料废水的浓度通常是0.1g/L,也就是说,1吨染料废水仅仅需要0.5公斤左右的佛手渣基活性炭就能漂清。

    佛手渣基活性炭的用处还不止于此。代伟介绍,活性炭能反复使用,除了能吸附性,还能脱附。将吸附了染料亚甲基蓝的佛手渣基活性炭进行加热,促使其分子热运动,就能将吸附在其中的亚甲基蓝给脱附下来,还原为染料。这样一来,不仅佛手渣基活性炭能反复使用,废水中的亚甲基蓝也能从中提取出来继续使用,大大提高了染料利用率。

    “活性炭鞋垫利用的就是这个原理,鞋垫中的活性炭吸附了脚气之后,太阳晒晒又能脱附,重复使用。”

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