茶子壳活性炭的制备及其吸附性能研究

茶子壳活性炭的制备及其吸附性能研究

摘要：采用氯化锌活化法制备茶子壳活性炭产品，并对其活性炭产率及活性炭对亚甲基蓝吸附性能进行研究。结果表明，氯化锌活化法制备茶子壳活性炭的最佳条件为：

关键词：茶子壳；活性炭；氯化锌；吸附

活性炭是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的炭质吸附材料，广泛应用于化工、环保、食品与制药、催化剂载体和电极材料等领域[1，2]。目前，国内外主要对以煤炭、木材等材料作为原料生产活性炭的研究较多，其制备方法有高温炭化、水蒸气或烟道气活化法、化学炭化活化法等[2]。采用不同的原料、不同的制备方法，其活性炭的性能有较大的差异。而在农林业生产过程中有很多下脚料、废弃物产生，若能有效利用这些廉价的生物质原料来制备功能较多的活性炭，不但可以处理农林业生产的废弃物，也可以开发其资源回收价值。

大多数用于制备活性炭的前体是富含碳的有机物。由于农业废弃物是一种可再生能源和低成本材料，因而被认为是一种非常重要的制备活性炭的原料[3]。通过很多早期的研究，农业废弃物如玉米穗轴、椰子壳、棕榈壳、高粱、开心果外壳、核桃壳、谷壳、菠萝蜜壳和油棕榈壳等，具有高含碳量和低灰分的特点，已经被证实是适合制备活性炭的前体[4]。中国现有油茶种植面积年产茶油总量约27.7万t[5]。由于茶子壳在茶子中所占比重较大，因而如何处理加工过程中产生的茶子壳是亟待解决的问题。而茶子壳中木质素含量较高，因此用茶子壳来制备活性炭是很好的选择。本试验利用茶子壳作为原材料制备活性炭，对茶子的综合利用和开辟活性炭来源具有双重积极意义，可达到既降低生产成本，又实现废弃物资源化利用的双重效果。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用茶子壳来源于湖北工业大学膜技术研究所提取茶油工艺中的下脚料。

其他材料：氯化锌，盐酸，亚甲基蓝，烧杯，漏斗，滤纸，马沸炉，烘箱，粉碎机，筛网（20目、40目），锥形瓶，容量瓶，分光光度计。

1.2 工艺流程

将茶子壳粉碎过筛，取20～40目的颗粒10 g置于烧杯中。用不同浓度的ZnCl2溶液以液固比2∶1浸渍茶子壳颗粒，浸渍若干时间后将其转入坩锅，放入马沸炉中（250 ℃）炭化12 h。将马沸炉温度调到活化温度活化一定时间，取出样品，转入烧杯盐酸酸洗，然后水洗至pH为7。将样品放入烘箱干燥至恒重，即得活性炭。