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生物质能源作为一种替代能源,己在世界范围内引起了广泛的关注,小桐子作为一种生物质,可以用来生产柴油,目前在我国南方地区分布广泛且数量较大,我国政府也对小桐子生物柴油的产业化开发给予了高度重视,并将其列入国家科技支撑计划进行重点攻关。然而目前在小桐子产业化开发与生产的过程中会不可避免的产生一些附属产物如小桐子壳,通常小桐子壳都被当作废弃物直接焚烧或者掩埋,由于小桐子壳有毒,这样做既污染环境,又无法创造任何经济价值。从长远角度看,小桐子壳是绿色可再生资源,如果可以将废小桐子壳回收并加以利用,不仅可以保护环境,减轻生态压力,还可以为小桐子生物柴油产业化开发填补新的一环,创造出更大的社会经济价值。本文在简述国内外小桐子生物资源开发以及小桐子壳综合利用的研究现状的基础上,提出了物理活化制备小桐子壳基活性炭的工艺,研究了各因素对活性炭吸附性能和得率的影响,通过响应曲面法(RSM)对条件实验进行了优化并开展了优化实验,对优化工艺条件下所制备的活性炭进行了氮气吸附测定和孔结构分析,并分析了活化机理。以产自云南省的小桐子壳为原料,通过物理法活化制备小桐子壳基活性炭:(1)常规加热-水蒸气活化制备活性炭优化工艺条件:活化温度900℃,活化时间22min,水蒸气流量5.5g/min。在此条件下制得的活性炭产品碘吸附值950mg/g,比表面积785m2/g,总孔体积0.53ml/g,得率13.32%。(2)常规加热-二氧化碳活化制备活性炭优化工艺条件:活化温度950℃,活化时间40min,二氧化碳流量500ml/min。在此条件下制得的活性炭产品碘吸附值1008mg/g,比表面积1207m2/g,总孔体积0.86ml/g,得率18.02%。(3)微波加热-水蒸气活化制备活性炭优化工艺条件:活化温度900℃,活化时间19mmin,水蒸气流量5g/min。在此条件下制得的活性炭产品碘吸附值988mg/g,比表面积1180m2/g,总孔体积0.82ml/g,得率16.56%。(4)微波加热-二氧化碳活化制备活性炭优化工艺条件:活化温度900℃,活化时间30min,二氧化碳流量300ml/min。在此条件下制得的活性炭产品碘吸附值998mg/g,比表面积1284m2/g,总孔体积0.87ml/g,得率30.60%。(5)水蒸气活化所制备活性炭其碘吸附值达到GB/T 13803.1-1999和GB/T13803.2-1999二级品的指标要求;常规加热-二氧化碳活化制备活性炭,碘吸附值达到GB/T 13803.1-1999和GB/T 3803.2-1999一级品的指标要求;微波加热-二氧化碳活化制备颗粒活性炭,其碘吸附值达到GB/T 13803.1-1999和GB/T13803.2-1999二级品的指标要求。(6)通过NLDFT理论对各优化工艺条件制得活性炭进行了孔结构分析,结果表明,活化剂相同时,微波加热比常规加热所得活性炭的吸附能力更强,孔结构更发达,中孔含量也更多;在相同加热方式的情况下,水蒸气活化比二氧化碳活化所得活性炭的中孔要更为发达。(7)对活化机理的分析发现,物理活化中由于水蒸气比二氧化碳分子直径较小,故活化反应速度要快;微波加热活化过程中的活性点更多,因此与常规活化相比反应速度更快,活化时间更短。