核桃壳基吸附材料的制备及性能测试

方振华

（西安文理学院化学工程学院，陕西 西安710065）

核桃壳基吸附材料的制备及性能测试

方振华

（西安文理学院化学工程学院，陕西 西安710065）

本文以秦岭山核桃壳为原料，经过炭化后，在超声波辅助下用不同活化剂活化后制备出了核桃壳基吸附材料，并对其吸附能力进行了研究。实验结果表明：该方法制备出的核桃壳基吸附材料对亚甲基蓝有较好的吸附效果。

核桃壳；材料；吸附；亚甲基蓝

我国核桃资源丰富，大多数省份均有分布，年产量居世界之首[1]。秦巴地区也一直有着核桃种植的传统优势。核桃壳坚硬，质地厚实致坚，是加工制备多孔吸附材料的优良资源。但目前我国的核桃壳资源大多被焚烧或丢弃，不仅极大地浪费了资源，而且还会污染环境。近几年来以花生壳、果壳、稻草秸秆等农林废弃物为原料制备活性炭已成为重要的研究方法[2-3]。本文拟用秦岭山核桃壳为原料，经过高温炭化后，在超声波辅助下分别用氢氧化钠、浓盐酸、氯化锌、磷酸、氢氧化钾等活化剂进行活化处理后制备出了核桃壳基吸附材料，并对其吸附能力进行测试。以提高秦巴地区核桃壳资源的综合利用率，减少固体废弃物排放，实现资源循环利用，变废为宝，提高产业经济效益，为核桃壳产业化利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

秦岭山核桃壳，氢氧化钾、氢氧化钠、浓盐酸、磷酸、氢氧化钾、亚甲基蓝。所有试剂均为分析纯。

TU-1901双光束紫外可见分光光度计，SB-5200DT超声波清洗机，DXF-02C密封型手提式粉碎机，标准检验筛。

1.2 核桃壳基吸附材料的制备

将秦岭山核桃壳洗净、烘干后粉碎、过筛。称取一定量的10～20目核桃壳颗粒，在马弗炉中300℃高温炭化20min后,分别与浓盐酸、氢氧化钠、磷酸、氯化锌、氢氧化钾混合,加入适量的去离子水，超声震荡1h，过滤，滤渣用去离子水洗涤至中性，干燥后得核桃壳基吸附材料。

1.3 吸附容量的测定

称取制备好的核桃壳吸附材料，放入250mL锥形瓶中，加入一定浓度的亚甲基蓝溶液，超声振荡，静置后，测定其吸光度，然后通过标准曲线计算出吸附前后亚甲基蓝溶液的浓度。再根据亚甲基蓝溶液吸附前后的浓度差，计算出核桃壳基吸附材料的单位吸附量，吸附量采用下式计算：

式中：Qt—核桃壳吸附材料t时刻的吸附量，mg/g

C0—起始浓度，mg/L

Ct—t时刻溶液的浓度，mg/L

V—溶液的体积，L

m—核桃壳吸附材料的质量，g

2 核桃壳基吸附材料吸附能力的影响

实验中考察了分别用氢氧化钠、浓盐酸、氢氧化钾、磷酸、氯化锌活化后制得的不同核桃壳基吸附材料对亚甲基蓝的吸附性能，其结果见图1。

图1 不同活化剂活化后的核桃壳基吸附材料对亚甲基蓝的吸附容量

从图1中可以看出以秦岭山核桃为原料制备的核桃壳基吸附材料对亚甲基蓝具备较好的的吸附能力，而采用氢氧化钾活化所制得的核桃壳基活性炭对亚甲基蓝的吸附容量最大，吸附效果最好。

3 结论

以秦岭山核桃为原料制备的核桃壳基吸附材料对亚甲基蓝具备较好的的吸附能力，其中尤其以用氢氧化钾作活化剂所制得的核桃壳基吸附材料的吸附容量最大，吸附效果最好。

［1］赵见军，王丁丁，张亮，封斌奎，张有林.我国核桃综合利用与发展前景[J].陕西农业科学，2014，60(4):56-59,73.

［2］夏明.核桃壳基活性炭的制备及其性能研究[D].石河子大学,2013.

［3］米铁,胡叶立,余新明.活性炭制备及其应用进展[J].江汉大学学报(自然科学版),2013,06:5-12.

［责任编辑：李书培］

大学生创新创业训练计划项目（201511080592）；西安市科技计划创新基金“文理专项”项目（CXY1531WL26）。