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1、毕业论文（设计）报告题目：玉米秸秆吸附剂的制备 学生毕业设计指导教师意见设计课题：玉米秸秆吸附剂的制备指导教师意见：是否同意参加答辩：同意（） 不同意（）指导教师签名： 摘 要中国是农业大国，也是秸秆资源最丰富的国家之一。据统计中国农作物秸秆年产量为7亿t左右，列世界之首，折合标准煤量3.53亿t，占全世界秸秆总量的30%左右。然而秸秆的利用率很低，除少数作为饲料利用外，大部分没有得到利用，在过去几年很多采用田边露天焚烧的办法，不仅白白浪费了能源，也污染了大气。因此，开发多种途径利用秸秆成为人们关注的热点。本文以玉米秸杆为原料，用磷酸法作为活化剂硫酸作为添加剂制备生产活性炭。用单因素试验法考察
2、了影响玉米秸杆活性炭产率性能的主要因素，包括活化剂与原料的比例、添加剂和活化剂的比例、活化时间、浸泡时间、活化温度，提出了制备玉米秸杆活性炭适宜的工艺条件。并分别用于甲基橙、罗丹明B的吸附测试并与市售活性炭进行对比。以玉米秸秆为原料，浸泡料液比例为1：2.5、浸泡时间12h、添加剂9%、磷酸60%、活化温度为400、活化时间45min制备最佳工艺，其活性炭产率达50%之余，对甲基橙吸附值达到国家标准的1.38倍，其动态实验显示，最大吸附值达到1300mL/g（亚甲基蓝10mg/L），较国内其他活性炭或者市售吸附性能优越，性能较好。关 键 词：玉米秸秆，磷酸，吸附剂，活性炭PREPARATION
3、 OF ABSORBENTS BASED ON CORN STALKS AND PERFORMANCE TESTINGABSTRACTChina is a large agricultural country, is also one of the countries of the most abundant straw resources According to statistics, annual production of crop stalks is up to 700 million t in china, which is equivalent to 353 million t
4、of standard coal, in the first place of the world. However, the utilization level of straw is very low. A small number was used as feed, most have not been used. In the past few years they were burned in the crops which wasted energy and polluted atmosphere. Therefore, the study on utilizing the str
5、aw in many ways becomes the focus of attention.The method of using phosphoric acid activation to prepare activated carbon from corn stalk was introduced in this papersSome factors influencing on the adsorption property of activated carbon are investigated by orthogonal test. The factors are includin
6、g the material-to-solution ratio、the proportion of the activation of the soaking agent and raw materials、the ratio of activators and additives、activation time、soaking time、activation temperature. In order to evaluate the commercial vale of products, the agricultural waste material activated carbons
7、were used to test the adsorption of formaldehyde gas, methyl orange, rhodamine B adsorption test as compared to the commercial activated carbon.The material-to-solution ratio of 1/2.5，soaking time of 12hours，as H3PO4 concentration of 60%,the additive content of 9%(sulfuric acid),temperature of 400 a
8、nd time of 45min，It has been found that the corn stalk activated carbon was Produced whose yield was about 50%，which was l.46 times of national activated carbon standards. The dynamic experiments showed that the maximum adsorption reach to the value of 1300mL / g (methylene blue 50mL / L)，which has
9、a larger advantage in adsorbing than commercial activated carbon or superior performance.KEY WORDS：Corn stalk，phosphoric acid, sorbents, activated carbon目录摘 要III1 绪论11.1 农业废弃物的综合利用11.1.1 用作原料作为工业原料11.1.2 用作饲料秸秆养畜过腹还田11.1.3 用作肥料作为有机肥还田21.1.4 用作燃料开发农村新能源21.2 秸秆活性炭国内外的研究进展21.3 活性炭制备方法51.4 活性炭吸附原理51.5 产
10、品主要性能的检测61.6 活性炭的应用前景61.7 秸秆活性炭的意义62玉米秸秆制备活性炭72.1 制备方法72.2氯化锌法制备流程82.2.1 制备原理82.3 磷酸法制备玉米秸秆活性炭流程92.3.1 所用材料、试剂和仪器.102.3.2 制备活性炭过程112.4磷酸法制备活性炭的工艺参数132.4.1 玉米秸秆与混合浸液的料液比例132.4.2 添加剂硫酸比例142.4.3 活化剂磷酸比例152.4.4 玉米秸秆与混合浸液的浸泡时间172.4.5 活化时间182.5.6 活化温度192.6本节制备总结203结论与展望213.1其它活化剂制备活性炭比较213.2国内外玉米秸秆活性炭对比22
11、3.3 展望23结论23致谢24参考文献25VII1 绪论我国是一个农业大国,秸秆资源十分丰富,约占全世界秸秆总量的30%左右。农业投入要素50%左右转化为农作物秸秆,秸秆资源的浪费,实质上是耕地、水资源和农业投入品的浪费。秸秆是一种很好的生物质能源,其中含有大的营养物质,开发利用潜力巨大。在目前我国的森林资源、化石能源十分紧张的情况下,秸秆可作为其有效的代用品。因此,加强农作物秸秆综合利用,使转化增值,对我国新阶段农业和农村经济发展有着重要的意义。1，2秸秆是粮食作物和经济作物生产中的副产品, 其中含有丰富的氮、磷、钾、微量元素等成分,是一种可供开发与综合利用的资源。我国自古就有利用秸秆的优
12、良传统,秸秆建房、蔽日遮雨、烧火做饭、养畜积肥还田、编制工艺品。合理利用秸秆资源是传统农业的精华之一3。通过合理途径利用秸秆这种农业废弃物是顺应社会可持续发展的正确途径，不仅能够缓解或者解决农业废弃物的污染问题并将带来巨大的经济效益和农村农业产业层次深化。这个课题已经成为世界各国研究的热点，对发展循环经济，构建资源节约型社会，推进社会主义新农村建设等具有重要意义。1.1 农业废弃物的综合利用1.1.1 用作原料作为工业原料随着科学技术的进步，秸秆的工业利用得到的长足的进展，在制浆造浆、秸秆生产有机产品及燃料、利用秸秆生产轻型建筑替代材料、生产可降解包装的缓冲材料、作为食用菌培养基、是生产纤维素
13、酶、半纤维素酶等方面的技术都比较成熟，经济效益和环境效益显著，应用比较广泛，但是无法大规模使用，进展全国很笑比例4。1.1.2 用作饲料秸秆养畜过腹还田秸秆饲料，就是将秸秆经过青贮、氨化、微贮处理后饲喂畜禽。通过养畜过腹还田，是一种具有很高综合效益的秸秆利用模式。1.1.3 用作肥料作为有机肥还田（1）秸秆堆沤还田（也称高温堆肥）。利用夏秋季高温季节把秸秆堆积，采用厌氧发酵沤制，此传统积肥方式成本低廉，但时间长、受环境影响大、劳动强度高、产出量少。（2）机械化秸秆直接还田。农作物秸秆机械还田是以机械的方式，将田间收获后的农作物秸秆直接粉碎并均匀抛撤于地表，随即深耕翻埋，使之腐烂分解。1.1.4
14、 用作燃料开发农村新能源气化、沼气、秸秆发电是农作物秸秆转化为燃气的两种主要技术。秸秆气化：就是将农作物秸秆缺氧燃烧，产出以一氧化碳为主要成分的可燃气体。秸秆气化技术及集中供气系统可使农村实现“一人烧火、全村做饭”，能大大提高农村生活质量。以沼气、生物质能为重点的农村可再生能源建设，能有效地、规模化处理大量农作物秸秆，前景十分广阔5。当然还有很多目前正在进行的不成熟的高新技术，比如说快速裂化技术、生产燃料乙醇、制氢技术、单细胞蛋白生产技术1.2 秸秆活性炭国内外的研究进展随着科技的进步和国民经济的发展，对农副产品的深度加工与综合利用提出了新要求，而目前在我国农村，大部分秸秆作为燃料被消耗掉，其
15、热效率只有10，既破坏了生态环境，又浪费了可供使用的资源，因此提高秸杆的利用率和深度开发高价值的产品已引起人们的高度关注。活性炭具有特殊的微晶结构、发达的微细孔、很高的比表面积和较强的吸附能力，已被广泛应用于国防、化工、石油、纺织、食品、医药、原子能工业、城市建设、环境保护以及人类生活的吸附、脱色、除味、气体分离和贮存等方面。过去，许多厂家利用树木作为生产活性炭的原料，这不但破坏了生态环境，而且不利于发展可持续性经济。目前，国内外对玉米秸秆资源回收加工主要形成所谓的“4F”路线6，即fodder（饲料）、fertilizer（肥料）、feed stock（工业原料）、fuel（燃料）；除了以上应用比较广泛的技术以外，现在还开发了一些新型的秸秆深加工技术，如快速裂化技术、生产燃料酒精技术、制氢技术、单细胞蛋白生产技术7等，这主要是目前世界上最先进的技术，大都处于萌芽或者试验和示范阶段。利用农业废弃物生产吸附剂（尤其是活性炭）研究已经成为各国科学家研究的热点，被广泛应用于产品制造、环境保护等领域，传统的活性炭工艺制备多以木材、木屑等为原料，随着国家政策和
