稻壳改性
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CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第5期·1366·化 工 进展稻壳生物质资源利用技术研究进展何文修,张智亮,计建炳(浙江工业大学化学工程学院,浙江 杭州 310014)摘要:稻壳是一种产量巨大的农业废弃物,直接丢弃或掩埋不但会造成资源浪费更会引起环境污染。
稻壳中含有丰富的SiO 2、纤维素、半纤维素和木质素等。
资源化利用是稻壳有效利用的发展方向和趋势。
本文综述了近年来国内外稻壳资源化利用的研究进展。
根据稻壳的特性,将资源化利用方式分为能源化利用、工业化利用及农业化利用,并对其研究现状进行了介绍。
重点阐述了稻壳在气化制备可燃气、热裂解制备生物油、改性制备吸附剂、合成分子筛、制备催化剂载体、生产白炭黑与活性炭、水解制备糠醛、木聚糖、低聚木糖及发酵制备饲料等方面的研究进展,同时对其发展方向和趋势进行了展望,指出最大限度控制成本将成为稻壳资源化利用实现工业化的重要因素。
关键词:生物质;生物能源;吸附剂;催化剂载体中图分类号:TQ 041+.8 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2016)05–1366–11 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2016.05.016Research progress of rice husk utilization technologiesHE Wenxiu ,ZHANG Zhiliang ,JI Jianbing(College of Chemical Engineering ,Zhejiang University of Technology ,Hangzhou 310014,Zhejiang ,China )Abstract :Rice husk ,is abundantly available in rice-producing countries as an agricultural residue. If rick husk is improperly handled ,it will cause environment pollution as well as waste of resources. The main components of rice husk are silica ,cellulose ,hemicellulose and lignin. The utilization of rick husk as a renewable resource for the production of various products has been a meaningful research topic for decades. Based on the characteristics of rice husk ,the utilization methods can be divided into energy ,industrial and agricultural utilization. This paper reviews the current research progress of rice husk utilization technologies. From rice husk ,a large variety of high value products can be produced ,such as bio-gas ,bio-oil ,adsorbents ,catalyst supports ,silica ,activated carbon ,furfural ,xylan ,xylo-oligosaccharides and animal feeds. The future prospects related to the utilization of rice husk are addressed. The main challenge for rice husk utilization is to reduce the manufacturing cost. Key words :biomass ;bioenergy ;adsorbents ;catalyst support水稻是我国主要的粮食作物,2013年全国水稻总产量超过了2亿吨。
生物质基材料的功能化改性与应用在当今追求可持续发展和环境保护的时代背景下,生物质基材料因其来源广泛、可再生以及环境友好等显著特点,逐渐成为材料领域的研究热点。
生物质基材料涵盖了从植物纤维、木质素到生物聚合物等众多类型,通过对其进行功能化改性,可以赋予这些材料更优异的性能,从而拓展其在各个领域的应用。
生物质基材料的来源丰富多样,包括农业废弃物(如秸秆、稻壳)、林业剩余物(如树枝、木屑)以及各类植物纤维等。
这些材料不仅量大,而且如果不加以有效利用,往往会造成环境污染和资源浪费。
因此,将它们转化为有价值的生物质基材料,具有重要的经济和环保意义。
功能化改性是提升生物质基材料性能的关键手段。
其中,化学改性是常见的方法之一。
例如,通过酯化、醚化等反应,可以改善生物质基材料的疏水性,增强其在潮湿环境下的稳定性。
以纤维素为例,经过化学改性处理后的纤维素可以具有更好的耐水性和热稳定性,从而能够应用于更多对性能要求较高的领域。
物理改性也是一种重要的途径。
比如,采用机械研磨、超声处理等方法,可以改变生物质基材料的粒度和形貌,增加其比表面积,进而提高其反应活性和吸附性能。
这种改性方法相对简单,但也能有效地改善材料的性能。
在功能化改性的过程中,常常会引入一些功能性基团或纳米粒子。
例如,将纳米银粒子负载到生物质基材料上,可以赋予其抗菌性能,使其在医疗卫生领域得到应用;引入磁性纳米粒子,则可以实现材料的磁分离和回收,应用于废水处理等领域。
生物质基材料经过功能化改性后,在众多领域展现出了广泛的应用前景。
在环境保护方面,改性后的生物质基材料可用于废水处理和空气净化。
由于其具有较大的比表面积和丰富的官能团,能够有效地吸附废水中的重金属离子和有机污染物。
同时,在空气净化中,它们可以捕捉空气中的有害气体分子,起到净化空气的作用。
在生物医药领域,经过功能化改性的生物质基材料具有良好的生物相容性和生物可降解性。
例如,改性后的纤维素可以作为药物载体,实现药物的缓慢释放,提高治疗效果;一些生物质基材料还可以用于组织工程,为细胞的生长和分化提供支架。
第49卷第4期2021年2月广㊀州㊀化㊀工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.4Feb.2021稻壳吸附剂对亚甲基蓝的吸附性能研究武㊀云,黄中梅(武汉生物工程学院化学与环境工程学院,湖北㊀武汉㊀430415)摘㊀要:本实验把亚甲基蓝模拟成印染废水,以稻壳作为吸附剂,研究稻壳吸附剂对亚甲基蓝的吸附性能,利用正交实验得出稻壳吸附剂处理印染废水的最佳吸附条件是在初始浓度50mg /L,pH 为6.5,温度是65ħ,时间为150min,所得到的去除率是97.01%㊂然而在利用双氧水改性以后,去除率为98.99%㊂上升了2%,表明改性有利于提升稻壳吸附剂对亚甲基蓝的吸附㊂该此法可用于印染废水的处理,减少环境污染㊂关键词:印染废水;稻壳吸附剂;亚甲基蓝;改性㊀中图分类号:X592㊀文献标志码:A文章编号:1001-9677(2021)04-0054-03㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第一作者:武云(1981-),女,本科,实验师,主要从事化学教育学的研究㊂Study on Adsorption Property of Rice Husk Adsorbent for Methylene BlueWU Yun ,HUANG Zhong -mei(Department of Chemistry Environmental Engineering,Wuhan Bioengineering Institute,Hubei Wuhan 430415,China)Abstract :Rice husk was used as an adsorbent to study the adsorption properties of rice husk adsorbents,which were simulated as printing and dyeing waste water,and rice husk was used as an adsorbent to study the adsorption properties of rice husk adsorbents to methylene blue,the optimum adsorption conditions of rice husk adsorbent for printing and dyeing wastewater treatment were obtained as follows:Initial concentration was 50mg /L,pH was 6.5,temperature was 65ħ,time was 150min,removal rate was 97.01%.However,after modified with hydrogen peroxide,the removal rate was 98.99%.It increased by 2%,indicating that the modified rice husk adsorbent could enhance the adsorption of methylene blue on rice husk.This method can be used to treat printing and dyeing wastewater and reduce environmental pollution.Key words :printing and dyeing wastewater;rice husk adsorbent;methylene blue;modified当前印染废水带来的环境污染问题十分严峻,常用的处理方法经济节能却带来二次污染㊂目前处理印染废水的方法有:吸附法[1]㊁膜分离法[2]㊁絮凝沉降法[3]㊁光催化法[3]㊁离子交换法[4]㊁微生物降解和电解法[5]等㊂由于吸附法在处理过程中不会引入新的污染,因而受到广泛关注㊂稻壳的主要成分是纤维素㊁半纤维素㊁木质素和二氧化硅[6],而且价格低廉,安全无毒,多孔性容量小,质地粗糙,其吸附率高可完全生物降解,对处理印染废水有很大的优势㊂本文探究经过5%的H 2SO 4处理的稻壳对亚甲基蓝的吸附性能,从而得出处理印染废水的最佳条件㊂1㊀实㊀验1.1㊀实验仪器及试剂仪器:DHG -9053A 型电热恒温空气干燥炉,上海恒科技有限公司;予华牌SHZ -DⅢ型循环水真空泵,巩义予华仪器有限公司;电子恒温不锈钢水浴锅炉,上海仪器设备有限公司;AUY120分析天平,上海双旭电子有限公司;722E 可见分光光度计,上海光谱仪器有限公司制造;PHS -25pH 计,上海雷磁仪器生产厂㊂试剂:双氧水,天津市新中化工厂;盐酸,武汉市华粉化工有限公司;氢氧化钠,天津市恒兴化学试剂制造有限公司;亚甲基蓝,湖南湘中地质实验研究所;硫酸,济南砷丰化工有限公司;以上均为分析纯㊂天然稻壳,军艳十八亩五谷廊坊生产㊂实验用水为蒸馏水㊂1.2㊀制备稻壳吸附剂1.2.1㊀稻壳吸附剂的制备将稻壳粉碎成粉末状,用蒸馏水洗涤3次,去除悬浮物和可溶性物质,置于烘箱中60ħ烘干至恒重㊂用1.5mL 5%H 2SO 4处理5g 稻壳粉末,搅拌均匀,在120ħ中干燥1h㊂冷却至室温,得稻壳吸附剂㊂1.2.2㊀5%H 2SO 4对亚甲基蓝吸附实验的影响由于亚甲基蓝遇稀硫酸会褪色,会影响试验所测吸光度㊂为排除影响,用处理后的含有5%H 2SO 4稻壳粉末分别与10mg /L,15mg /L,20mg /L,25mg /L 的亚甲基蓝溶液反应㊂实验证明反应前后的吸光度差别均为0.50%以下,证明5%的稀硫酸不足以对所测吸光度造成影响㊂1.3㊀实验方法1.3.1㊀吸附实验第49卷第4期武云,等:稻壳吸附剂对亚甲基蓝的吸附性能研究55㊀取一定量的稻壳吸附剂,加入到20mL 不同浓度的亚甲基蓝溶液中,在室温下搅拌反应一段时间,抽滤,用分光光度计在最大吸收波长662nm 下测其吸光度㊂根据标准曲线计算出浓度㊂亚甲基蓝的去除率计算公式[1]:E =C 0-C eC 0ˑ100%(1)式中:E 去除率,%C 0 亚甲基蓝的初始浓度,mg /L C e 吸附后亚甲基蓝的浓度,mg /L1.3.2㊀时间对去除率的影响准确移取20mL 浓度为25mg /L 的亚甲基蓝溶液于5个烧杯中,分别加入0.3g 的稻壳吸附剂,吸附时间分别为30min,60min,90min,120min,150min㊂在pH 值为6.5,室温下搅拌反应㊂经过抽滤,测量吸光度,通过标准曲线得到浓度,计算去除率㊂则去除率与时间的关系曲线如图1所示㊂图1㊀吸附时间对去除率的影响Fig.1㊀Effect of adsorption time on removal efficiency 通过图1可以看出,随着吸附时间的上升,去除率也逐渐上升,去除率随吸附时间的波动可能与稻壳的吸附活性点及表面结构有关㊂在吸附时间为30,60min 时,去除率趋于平缓,90min 时略有下降㊂90min 后曲线较陡峭,去除率上升较明显㊂说明90min 后吸附性能更好㊂在150min 时去除率达到最大,为97.95%㊂故选取90min,120min,150min 作为正交实验中时间因素的三个水平㊂1.3.3㊀初始浓度对去除率的影响取20mL 溶液pH 为6.5浓度分别为25mg /L,50mg /L,75mg /L,100mg /L,125mg /L 的亚甲基蓝溶液于5个烧杯中,均加入0.3g 的稻壳吸附剂吸附150min,实验结束后,进行抽滤,分别测其吸光度,计算浓度,得其去除率㊂则去除率与初始浓度的关系曲线如图2所示㊂图2㊀初始浓度对去除率的影响Fig.2㊀Effect of initial concentration on removal efficiency 从图2可以看出,随着浓度的升高,去除率呈下降趋势㊂按趋势来分析75mg /L 时去除率为95.73%,说明当浓度继续增大时,去除率基本不再增加㊂这是由于浓度梯度较大,吸附驱动力大,去除率增加,当浓度达到一定值后,吸附剂活性位点被亚甲基蓝分子全部占据,去除率基本不变[7]㊂所以选取50mg /L,75mg /L,100mg /L 作为探究最佳吸附条件的三个水平㊂1.3.4㊀pH 对去除率的影响分别取20mL 浓度为10mg /L 的亚甲基蓝溶液于5个烧杯中,溶液的pH 用0.01mol /L 的盐酸和0.01mol /L 的氢氧化钠来调节为5.5,6.5,7.5,8.5,9.5,各加入0.3g 稻壳吸附剂吸附5min㊂待吸附反应完成后,抽滤,测出吸光度㊂代入标准曲线得到其浓度,算出去除率㊂其变化趋势如图3所示㊂图3㊀pH 对去除率的影响Fig.3㊀Effect of pH on removal efficiency由图3可知,在pH 值=7.5之前时,随着pH 的升高,去除率逐渐增加㊂当pH =7.5的时候,其去除率达到最大,此时去除率为94.50%㊂当pH 值大于7.5时,随着pH 值的升高,去除率反而下降㊂而且在pH 值7.5之后,所得到的去除率比在7.5以前的要高,进一步证明H +浓度过高不利于吸附㊂但碱性废水排放污染土壤较为严重,所以选取pH 值分别为5.5,6.5,7.5作为正交试验的三个水平来探究其吸附性能㊂1.3.5温度对去除率的影响准确移取20mL 浓度为25mg /L 的亚甲基蓝溶液于5个烧杯中,各加入0.3g 的稻壳吸附剂分别在温度为45ħ,55ħ,65ħ,75ħ,85ħ吸附10min㊂待吸附完成后抽滤,待冷却后,测其吸光度,得浓度,计算去除率㊂温度与去除率的曲线关系如图4所示㊂图4㊀温度对去除率的影响Fig.4㊀Effect of temperature on removal efficiency从图4可以看出,60ħ以前去除率变化不明显,75ħ与65ħ时去除率接近,而随着温度的上升,去除率依然比60ħ以前要略高㊂但当温度持续升高至85ħ时,去除率逐渐下降㊂所以选取65ħ,75ħ,85ħ作为温度的三个水平来探究其吸附性能㊂1.3.6㊀根据各因素绘制正交表得出最佳吸附条件通过单因素试验的探究,选取吸附时间,初始浓度,pH,吸附温度这四个因素中的三个水平即L 9(34)正交表探究其最佳吸附条件,其结果如表1所示㊂56㊀广㊀州㊀化㊀工2021年2月表1㊀正交实验结果Table 1㊀Results of orthogonal test序号A /min B /(mg㊃L -1)C /pHD /ħ吸光度去除率/%19050 5.5650.43595.5329075 6.5750.77794.633901007.585 1.81890.51412050 6.5850.42995.605120757.5650.92193.626120100 5.5751.30593.207150507.5750.30696.898150755.5850.71295.089150100 6.5650.83895.65根据表1的结果,稻壳吸附剂对亚甲基蓝的吸附影响因素:初始浓度>吸附时间>pH >吸附温度㊂最佳吸附条件是A 3B 1C 2D 1,即初始浓度为50mg /L,吸附时间为150min,pH 为6.5,吸附温度为65ħ,此时去除率为97.01%㊂2㊀结果与讨论2.1㊀制备改性稻壳吸附剂取上述5%的H 2SO 4处理的稻壳吸附剂5g 于烧杯中,加入1.5mL 的14%H 2O 2,搅拌均匀,放入烘箱中,200ħ下烘干65min 至恒重㊂冷却至室温,得改性的稻壳吸附剂㊂2.2㊀14%H 2O 2对亚甲基蓝吸附实验的影响由于亚甲基蓝有氧化性,所以双氧水改性后的稻壳吸附剂使得去除率增高,是否是其中14%双氧水与亚甲基蓝进行氧化还原反应造成的不可得知㊂所以在室温下,设计处理稻壳吸附剂相同体积的14%的双氧水分别与10mg/L,15mg/L,20mg/L,25mg /L 的亚甲基蓝溶液反应㊂实验证明反应前后的吸光度均在0.80%以下,证明14%的双氧水对所测吸光度造成的影响微小㊂所以14%的双氧水对亚甲基蓝吸附实验的影响大小忽略不计㊂2.3㊀改性稻壳吸附剂对亚甲基蓝的吸附实验取20mL 浓度为50mg /L 的亚甲基蓝溶液于烧杯中,调节pH 为6.5,加入0.3g 改性稻壳吸附剂,在温度为65ħ下,吸附反应150min㊂待反应完成,抽滤,冷却以后,测其吸光度,计算得去除率㊂2.4㊀改性前后吸附性能比较最佳吸附条件下,改性后去除率为98.99%,与未改性前最佳吸附条件下相比,去除率提高2%,表明对亚甲基蓝的吸附性能更加明显㊂因改性处理并不复杂,改性是有必要可行的㊂3㊀结㊀论稻壳吸附剂对亚甲基蓝去除率的影响因素:初始浓度>吸附时间>pH>吸附温度㊂稻壳吸附剂吸附亚甲基蓝的最佳条件:初始浓度为50mg/L,吸附时间为150min,pH 为6.5,吸附温度为65ħ㊂稻壳吸附剂对亚甲基蓝有很好的吸附效果㊂在最佳吸附条件下,所得的去除率为97.01%㊂利用14%双氧水对稻壳吸附剂进行改性后,最佳吸附条件下,其去除率为98.99%,比为改性之前上升了2%㊂H 2O 2改性稻壳吸附剂对亚甲基蓝的吸附性能更好㊂在允许条件下,改性稻壳吸附剂更利于吸收㊂参考文献[1]㊀李紫薇,李小敏,刘伟,等.薰衣草叶对染料废水中亚甲基蓝的吸附特性[J].江苏农业科学,2017,45(9):239-242.[2]㊀姜爽,吕琳琳,郭宏伟.榛子壳对亚甲基蓝吸附性能的研究[J].天然产物研究与开发,2017,29(1):110-113,62.[3]㊀金香梅,郭剑,孟万,等.伊利石模板法制备玉米芯基多孔碳吸附剂[J].广州化工,2016,44(19):89-91.[4]㊀陈玉,危裕东.NaOH 改性花生壳对亚甲基蓝染料吸附性能的研究[J].应用化工,2014,43(10):1863-1866.[5]㊀何文修,张智亮,计建炳.稻壳生物质资源利用技术研究进展[J].化工进展,2016,35(5):1366-1376.[6]㊀孙彩云,吕朝霞.改性柿叶对亚甲基蓝的吸附性能[J].化学世界,2016,57(7):396-399.[7]㊀李小敏,朱振华,李紫薇,等.氢氧化钾改性亚麻对亚甲基蓝的吸附性能研究[J].环境污染与防治,2016,38(5):37-42.[8]㊀刘娟丽,曹天鹏,王黎虹.秸秆生物质炭的制备及吸附性能研究[J].工业安全与环保,2016,42(1):1-3,7.[9]㊀贾琬鑫,芦冬涛,焦媛,等.壳聚糖纳米复合物的制备及对甲基橙吸附性能研究[J].山西大学学报(自然科学版),2017,40(4):809-815.。
稻壳的开发与利用过去,稻壳常被做垃圾处理掉,白白浪费了资源,如充分利用,将产生很好的社会效益。
一、稻壳在农业中的应用1、作饲料:用碱或氨处理或改性、膨化处理的稻壳是一种很好的饲料,再加米糠与碎米比例适宜混合喂牛效果好;国外将稻壳发酵作饲料,经检测蛋白质含量可达30%。
2、作肥料:将壳膨化,掺入1%尿素,少量石灰水,在露天中发酵到颜色变黑,作肥料具有良好的保水、保肥性和孔隙性。
用于蔬菜种植,提高产量一倍以上。
3、杀虫剂:因稻壳成分中含有大量二氧化硅,在昆虫胸部的蜡质表层上起腐蚀作用,从而打乱了昆虫正常的新陈代谢,导致死亡。
4、食用菌培养料:稻壳膨化后做食用菌培养基能使营养充分被菌吸收,缩短生产周期,可替代木屑栽培香菇。
二、稻壳在化工中的应用1、制乙醇:国外研究表明,稻壳含纤维素,经加硫酸高压分解后的水解物,加水酵母发酵可制乙醇。
2、活性炭和白炭黑:将稻壳于密闭铁容器内进行高温干馏后加8%纯碱,加同量水煮、用冷水洗至中性、加热烘干、除杂、粉碎、过筛(100目)即成高效澄清剂活性炭。
以稻壳灰为原料,经碱浸后得水玻璃,水玻璃与酸反应得沉淀物,经过滤、水洗、干燥得白炭黑。
两种产品均为大宗化工产品,市场需求很大。
三、稻壳在食品工业中的应用。
1、制食用糖:将干净稻壳碾细以后,加水煮、焖,加入麦芽浆或含淀粉酶的固体曲或液体曲,搅拌糖化,液体加热浓缩可制液糖,得率约25%。
2、作压榨和过滤助剂:经过加热和清洗的稻壳在美国大规模应用于非柑橘类水果,如苹果、梅子、葡萄等的压榨助剂,稻壳起疏松、助滤作用,能提高果汁及干果浆得率。
四、稻壳在废物处理剂中的应用。
1、去污剂:将谷壳灰、三聚磷酸钠、硼砂、烷基芳基磺酸盐按适当比例混合,经研磨而成,用于清除机器部件的油污效果好。
2、废水处理剂:稻壳烘成灰中含无定形硅,孔隙多,用谷壳多孔性作过滤吸附介质,可用于废水处理。
稻壳利用现状综述摘要从三个方面综述了稻壳的利用现状,即稻壳的水解、稻壳中硅的开发利用和稻壳的热解,并指出稻壳应用最具前景的领域为生物质能源和混凝土活性掺合料。
关键词稻壳;稻壳灰;水解;热解我国是世界上最大的水稻种植国家,据农业部的统计,2005年我国稻谷产量18 059万吨,稻壳通常占稻谷的20%,照此计算,稻壳3 600多万吨,稻壳资源十分丰富。
然而,稻壳表面坚硬,硅含量高,不易被细菌分解,且堆积密度小,废弃破坏环境,成为米业企业的包袱,稻壳的开发利用意义重大。
稻壳的主要组成是纤维素类、木质素类和硅类,品种及产地不同,其组成有所差别,大致组成为:粗纤维35.5%~45%(缩聚戊糖16%~22%)、木质素21%~26%、灰分11.4%~22%、二氧化硅10%~21%[1]。
根据稻壳的化学组成,可将它的利用分为三大类:利用它的纤维素类物质,采用水解的方法生产如糠醛、木糖、乙酰丙酸等化工产品;利用它的硅资源生产如泡花碱、白炭黑、二氧化硅等含硅化合物;利用它的碳、氢元素,通过热解(气化、燃烧等)获得能源。
本文就稻壳的上述三个利用方向作一个简要阐述。
1稻壳的水解1.1稻壳生产木糖稻壳中的缩聚戊糖包括半纤维素和果胶多糖,其中五碳糖有木聚糖、木葡聚糖、阿拉伯聚糖、阿拉伯半乳聚糖等。
在比较缓和的水解条件下,缩聚戊糖水解生成木糖:结晶木糖粉末呈白色,甜度相当于蔗糖的67%。
木糖催化加氢生成木糖醇:结晶木糖醇粉末为斜光体,呈白色,熔点91~93.5℃,在20℃水中的溶解度为14.4%,甜度与蔗糖相当。
木糖醇是不发酵物质,它不像木糖、蔗糖经发酵变成酵母,且不被大部分细菌分解,可以防止龋牙。
因此,木糖醇是生产口香糖的最好原料之一。
1.2稻壳生产糠醛糠醛迄今为止仍无法合成,是只能用农作物秸秆生产的一种重要有机化工原料。
生产糠醛的主要原料是多缩戊糖含量高的玉米芯、甘蔗渣、稻壳等农作物秸秆。
稻壳经深度水解获得糠醛,稻壳在稀酸液中,在加热加压条件下,缩聚戊糖先水解成戊糖,戊糖进一步脱水生成糠醛。
碳化稻壳的制作方法碳化稻壳是将稻壳经过一定的加工步骤,使其转化为一种具有高含碳量的材料。
碳化稻壳具有很多重要的应用,例如材料制造、能源产业和环境保护等方面。
下面将介绍碳化稻壳的制作方法。
首先,收集稻壳。
稻壳是稻谷外部的保护层,是稻谷加工后的副产品。
它具有丰富的碳元素,是碳化稻壳的主要原料。
为了得到高质量的碳化稻壳制品,需要选择新鲜、干燥的稻壳。
接下来,对稻壳进行预处理。
首先,将稻壳进行破碎,可以使用破碎机将稻壳破碎成适当的颗粒大小。
然后,需要将破碎后的稻壳进行筛选,去除掉杂质和不符合要求的颗粒。
然后,进行碳化处理。
碳化是将稻壳分解成碳元素的过程。
常用的碳化方法有干燥碳化和热解碳化两种。
干燥碳化是将筛选后的稻壳放置在干燥的环境中,通过加热或通风使稻壳内部的水分蒸发,然后将稻壳加热至高温。
稻壳中的碳元素会经过干燥和高温的作用,转化为固体碳。
这种碳化方法简单易行,适用于小规模生产。
热解碳化是将稻壳放入特殊设备中,加热至高温条件下,通过热解反应使稻壳发生分解。
热解反应是一种热解化学反应,可以将稻壳分解成固体碳、液体和气体等多种产物。
通常,温度在500°C以上,反应时间在几小时至几十小时之间。
这种碳化方法适用于大规模生产,能够控制碳化品质。
最后,对碳化后的稻壳进行处理。
通常,碳化稻壳会进行粉碎和筛选。
粉碎是将碳化后的稻壳进行细碎,以得到所需的颗粒大小和均匀度。
筛选是将细碎后的碳化稻壳进行分级,去除颗粒不均匀的部分。
此外,根据不同的应用需求,可以对碳化稻壳进行进一步的加工。
例如,可以通过活化处理提高碳化稻壳的孔隙度和比表面积,以增加其吸附能力。
也可以进行化学改性,使碳化稻壳具有特定的功能和性能。
总结一下,碳化稻壳的制作包括稻壳的收集、预处理、碳化处理和后处理等步骤。
不同的碳化方法和后处理方法可以得到不同性能的碳化稻壳制品。
碳化稻壳作为一种具有环保和资源化利用价值的材料,有着广泛的应用前景。