稻壳炭对甲基橙吸附研究开题报告

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1. 研究目的与意义

对于天然水中有机物的处理技术虽说是各种各样，但是各自也都有自己的缺陷，如：混凝法对水中溶解的高的有机酸去除率较低；常用的一些混凝剂又具有一定的毒性；反渗透、纳滤膜虽然可以有效去除天然水中有机污染物，可是滤膜会造成环境的污染，并且人类面对膜污染问题一直都是束手无策，且运行成本过高。氧化法所产生的溴乙酸、醛类等物质也具有生物毒性；因此综合分析各方面，吸附法具有较广阔发展的前景。

很多年以前水处理中就用到了活性炭。常规的市场炭吸附效果不是很好，对水中污染物吸附不够彻底。稻壳炭通过高温水蒸汽法活化碳化后的稻壳制得。稻壳活性炭具有极强得吸附性能，其表现为吸附速度快、机械强度大、吸附容量大。

稻壳活性炭的最大吸附容量除了与外界条件有关以外，受稻壳活性炭自身的比表面积影响也很大。表面性质对吸附速度的影响与孔径大小、空隙分布有很大关系。为了利于吸附质在水中的扩散，用来处理水的稻壳炭孔径必须十分的发达。稻壳活性炭使用寿命与磨损程度有很大关系。

2. 国内外研究现状分析

稻壳综合开发产品可以进行如下分类：1、吸附材料2、添加剂3、复合材料4、碳材料5、催化剂载体6、纤维板材 7、牲畜饲料8、水玻璃。农业中做饲料、肥料、杀虫剂、食用菌培养料，化工中制乙醇、活性炭和白炭黑，食品工业中制食用糖、作压榨和过滤助剂，废物处理剂中做去污剂、废水处理剂。木炭除仍作生活燃料外，还用作金属冶炼、食品和轻工业的燃料，电炉冶炼的还原剂，金属精制时用作覆盖剂保护金属不被氧化。在化学工业上常作二硫化碳和活性炭等的原料。用作饼干厂、冶炼厂等的燃料，也用于水的过滤、液体的脱色和制备黑色火药等。还在研磨、绘画、化妆、医药、火药、渗碳、粉末合金等各方面应用。利用廉价的稻壳,选择氢氧化钠和磷酸作活化剂制备活性炭,测定了稻壳基活性炭的比表面积、亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、苯酚吸附值和等电点。稻壳的组成75%为有机物，25%为二氧化硅。如果采用一般的方法进行焚烧，即产生碳化，但作为吸附材料的价值不大，只能用于改良土壤，其吸附性能低劣的原因在于稻壳内所含的二氧化硅，该所研究人员利用了二氧化硅易与碱金属盐反应的性质，成功地进行了分离和提取。具体的方法是：先将原料稻壳粉碎，用流化床炉使之在300700℃的温度下碳化，把碱金属盐作为活化剂，再次以4001000℃进行热处理。二氧化硅与碱金属盐化合，作为硅酸钾和硅酸钠被分离和提取，从而改善了活性碳的吸附性能。据性能试验：该活性碳的内部表面积为30004000m2/g，是目前市售产品的3倍（市售产品为7001200m2/g）。而且，亚甲基蓝的吸附量也是市售产品的3倍多。

3. 研究的基本内容与计划

研究以稻壳炭材料为研究主线，考察该材料在水处理过程中的实用性，同时针对水中不同污染物用稻壳炭和市场炭分别吸附，考察比较两者最大吸附量以及与目标物的结合能力，对比其吸附效果；在不同浓度和不同时间下两者吸附效果有何变化；在有单宁酸或腐植酸存在的情况下是否对苯酚的吸附有影响。

4. 研究创新点

吸附法的优点是吸附剂与吸附质的吸附反应一般都很迅速，不需要添加其他药剂，而且目前所用吸附剂往往具有较大的比表面积和较高的吸附容量，另外，由于吸附剂均不溶于水，而且吸附只发生在固体表面，没有进一步发生化学反应，因此一般不会引入新的化学物质到所处理的水中。

所以制备一些环保廉价高效的吸附剂吸附水中的有机污染物具有很好的应用价值。

我们制备一些利用农业废弃物制备的生物碳吸附材料来去除水中的污染物具有很好的应用意义！