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橘皮活性炭的制备及着色
吕卉洪梓晋吴鸿铖刘琳肖旭莹巴蕾(哈尔滨商业大学食品工程学院，黑龙江哈尔滨150076)
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摘要:橘皮经粉碎、活化、酸法、干燥制得活性炭，考察了不同碱炭比、炭化温度、炭化时间、活化温度、着色剂对所制活性炭吸附性能的影响。结果表明：活化温度对橘皮活性炭的吸附性能影响最大，正交实验得出的最佳反应条件为碱炭比为3，活化时间为1.5h，活化温度为8009C，炭化温度为550C。采用没溃法，喷涂法和二次着色法，以二氧化钛和食用色素作为赖科进行染色，者色后的活性炭吸附性能虽有所下降，但在可接受范围内
关键词：橘皮活性炭；KOH活化法；彩色活性炭；二次着色
活性炭具有比表面积发达、耐酸碱、耐热、易再生等优点，被广泛地应用于污水处理、烟气脱硫、空气净化等领域。受到林本资源保护和本材、本炭来源菱缩的影响制备活性炭的原料受到很大限制，价格也呈上涨趋势。柑橘皮具有独特的天然孔隙，属于半维生素农业废弃物，价格低廉。基于此，本文采用食用后橘皮为原料，利用KOH活化制备高比表面积活性炭，探索橘皮活性炭的制备工艺针对传统活性炭在使用过程中存在的间题，将传统活性炭、光催化剂二氧化钛及着色剂的优良性能相结合,制备出关观无尘、使用寿命较长、且对污染物有较好去除效果的彩色活性炭，具有重要的实际意义和理论价值，
1材料与方法 1.1材料与仪器
序号 E
表1KOH活化橘皮制备活性炭正交表
weR
a
T, T4, 79 TL.e 0.00
T4,Ts T4, 4.T9 0.00
市售普通橘子食用后，将橘皮晾干后粉碎，取粒度为200目的细粉，烘干备用。实验药品为氢氧化钾，焦磷酸钠，二氧化钛，羧甲基纤维素钠，亚甲基蓝，盐酸，碳酸氢钠等。所用仪器为电热恒温鼓风干煤箱，空气振荡器，马弗炉，电子天平，紫外可见分光光度计，循环式多用真空案，多功能粉碎机，包衣机。
1.2实验方法
1.2.1循皮活性炭的制备
采用KOH活化法，将活化剂与原料以一定的比例混合，在情性气体下，升温至一定温度进行活化，一段时间后取出。冷却至室温后进行酸洗，去除表面杂质，再用蒸馏水洗至滤液为中性。将过滤后的滤渣放在干燥箱中80℃烘干，烘干后取出研磨，装袋，编号备用，即制得橱皮活性炭。
1.2.2活性炭的着色
在对活性炭着色过程中，本研究结合了浸渍法易于着色和喷涂法着色均匀的优势，将两种方法结合。通过浸渍和喷涂进行二段着色，先按着色剂：稳定剂：水：粘结剂用量比为3.6:0.6:101的比例制备浸清波，再把活性炭浸人其中回时进行搅拌、加热等处理制备出带有基底色的活性炭：再将着色剂通过加压雾化喷涂在活性炭上。制出着色效果好且着色均匀的活性碳。
1.3活性炭测定标准及方法
亚甲基蓝吸附值测定，参照GB/T12496.10-1999的方法测定；X-射线衍射(XRD)分析，所用设备为日本理学株式会社 D/max-B旋转阳极X射线衍射仪。
2结果与讨论
2.1皮活性炭制备条件的优化
选取碱炭比、炭化温度、炭化时间、活化温度为研究因素，选择 L，(3")正交表进行制备条件优化实验，以亚甲基蓝吸附效果为评价指标，实验结果如表1。
考查指标亚甲基蓝吸附值越大越好，所以由正交试验的结果分析可知，四个影响因素对活性炭吸附性能的影响从大到小依次为：活化温度>活化时间>碳化温度>碱炭比，最佳的反应条件为碱炭比为3，化时间为1.5h，活化温度为800℃，炭化温度为550℃。
对优化条件下制备的活性炭试样进行XRD图谱分析，其结果如图1所示。活性炭试样的2在20-30°范围内出现了明显的
满化通澳化温究
(a) re
T4, T4.m 74. 0.39
(e) 3 T4,T6 T4,T T4.94.08
糖度 lngt) o.s 9,0s 9,17.11 0. ss,43 0.2
重甲品(agr) 24.86 24,9 s4,99 24,95
24.0 24,94 24,03 24.9
图1皮活性炭XBD
衍射峰，这个衍射峰的出现表明活性炭中存在大量右墨结构的微晶，且微晶结构不是很规整。
2.2橘皮活性炭的着色
添加不同颤色的染色剂作为活性碳的基底色。以二氧化钛，甲基蓝，食用色素等进行染色。以食用色素为二次着色剂的彩色活性炭不仅着色效果和表面着色均匀性好而且环保无害
由于着色剂TiO，以及焦磷酸钠等粘合剂的加入，势必对活性炭的性能有所影响，着色后活性炭的吸附性能可达到市售活性炭吸阻能力的63.24%。分析原因，着色过程中产生的Ti0，微球改变了活性炭的内部结构，或者粘合剂的使用降低了活性炭的表面积，导致孔积率下降，吸附能力降低
由此可见经过着色成型的橘皮活性炭依旧其有良好的吸附能力，同时解决了活性炭浮尘的间题，并且拓展了活性炭的应用范围，具有广阔的市场前景。
3结论
橘皮活性炭在国内外研究较少,并且目前的活性炭主要应用于处理水体、空气净化和工业污水处理。本项目将农业废弃物桥皮回收利用，制成橘皮活性炭，对制备工艺进行了实验室初步研究，运用 L，(3"正交表进行制备条件优化实验，对活性炭吸附性能影响从大到小依次为：活化温度>清化时间>碳化温度>碱炭比，根据正交实验得出的最佳的反应条件为碱炭比为3，活化时间为1.5h，活化温度为800℃，炭化温度为550℃。与橘皮活性炭相比，着色后的彩色活性炭在吸附性能上有所下降，但是额色丰富，形状多样，着色材料均为食用色素，对人体无毒无害。综上所述，本项目在技术上是可行的。彩色橘皮活性炭的应用型产品一—沙画和摆台已经制作完成，下一步的工作将围绕如何继续提高所制活性炭的吸附性能，研究将吸附饱和的活性炭回收再利用，将吸附的气体及异味释放出来，同时不产生任何污染，做到资源零污染、重利用，真正实现生态可持续发展
参考文献
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[2]钱程,桂明生,刘兴勇.改性小麦秸秆的制备及其对水中亚甲基蓝的吸附性能[]环境工程,2014,12:42-46+51
[3]张倩.影色活性发的制备[D]哈尔滨：东北林业大学,2011.