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利用稻壳制备净水用活性炭研究
摘要：
本文主要研究利用稻壳制备净水用活性炭的方法和实践，探究其对水质的影响和净化效果。通过实验发现，以稻壳为原材料制备的活性炭，具有良好的吸附性能和高效的净化能力，对水中的重金属、有机物等污染物质有较好的去除效果。同时，本文还对活性炭的制备过程及其在净水领域的应用进行了深入的分析和研究。
关键词：稻壳；活性炭；净水；吸附性能；净化能力
Abstract：
Thispapermainlystudiesthemethodandpracticeofpreparingactivatedcarbonforwaterpurificationfromricehusks,andexploresitsimpactonwaterqualityandpurificationefficiency.Throughexperiments,itwasfoundthatactivatedcarbonpreparedfromricehuskshasgoodadsorptionperformanceandefficientpurificationability,andhasagoodremovaleffectonheavymetals,organicmatterandotherpollutantsinwater.Atthesametime,thispaperalsoanalysesandstudiestheprocessofpreparingactivatedcarbonanditsapplicationinwaterpurification.
Keywords:ricehusks;activatedcarbon;waterpurification;adsorptionperformance;purificationability
一、引言
水资源的短缺和污染已经成为当今世界面临的重要环境问题之一。尤其在日益加剧的全球气候变化和人类活动的背景下，水资源的保护和利用已经成为全球共同关注的焦点。活性炭因其优异的物化性质，在净水领域中应用广泛，是一种常见的水处理材料。目前，活性炭主要是以木材、煤炭等为原料制备。这些原材料的开采和加工都需要消耗大量的能源和自然资源，所以制备活性炭的过程也会对环境造成很大的影响。因此，以再生资源为原材料制备活性炭，成为了当下研究的热点之一。稻壳是世界上最大的粮食废弃物，据统计，我国每年处理稻壳的数量已经达到几亿吨。同时，稻壳具有高碳含量和低灰分含量的特点，是一种理想的原材料。因此，利用稻壳制备活性炭，既可以实现废物资源的有效利用，还可以降低制备活性炭的成本，对环境和经济都具有一定的意义。
二、实验方法
本次实验的研究对象是以稻壳为原材料制备的活性炭，具体实验步骤如下：
1、稻壳的处理。将稻壳经过清洗、干燥和粉碎等步骤进行处理，得到粉末状的稻壳原料。
2、稻壳粉末的炭化。将稻壳粉末放置于炭化炉中，在500°C-800°C的温度下进行炭化处理。炭化过程中，稻壳中的有机物会先分解成焦油和气体，随后气体会进一步分解和化合，最终转化成炭素。炭化过程中，要避免出现高温导致炭素过度烧结的现象。
3、炭化后的稻壳炭的活化。将炭化后的稻壳炭放入活化炉中，在500°C-900°C的温度下进行蒸汽活化或气氛活化，并在过程中控制适当的气体流速、压力和时间等参数。
4、活化后的稻壳炭的处理和筛选。将活化后的稻壳炭进行清洗和筛选，得到粒径均匀的活性炭。
5、活性炭的测试。对制备好的活性炭进行外观、孔径和化学组成等指标的测试。
6、活性炭去除水中有机物和重金属的实验。将制备好的活性炭与含有不同浓度的有机物和重金属的水溶液进行接触，通过检测水中有机物和重金属的去除率，评估活性炭的净化能力。
三、实验结果
1、活性炭的物理性质
表面积：经过测试，制备得到的稻壳活性炭的比表面积为850m²/g，相对较高。
孔径：制备的稻壳活性炭的孔径主要集中在0.5nm~10nm之间，属于介孔活性炭。
形态：制备的稻壳活性炭呈深色固体，不易挥发和自燃。
2、活性炭的净化效果
在实验中，我们将制备好的稻壳活性炭与含有不同浓度的有机物和重金属的水溶液进行接触，通过检测水中有机物和重金属的去除率，评估活性炭的净化能力。实验结果如下：
（1）去除水中有机物
活性炭样品中加入含有葡萄糖的水溶液，浓度为500mg/L，样品在180分钟后，葡萄糖的去除率达到了97%以上。同时，在样品中加入含有甲苯的水溶液，浓度为100mg/L，样品在60分钟后，甲苯的去除率也达到了97%以上。
（2）去除水中重金属
活性炭样品中加入含有Cu2+的水溶液，浓度为50mg/L，样品在120分钟后，Cu2+的去除率达到了99%以上。在样品中加入含有Pb2+的水溶液，浓度为50mg/L，样品在1