全 文 ：山楂核制备粒状活性炭的研究
段书德 , 次立杰
(石家庄师范专科学校 化学系 , 河北　石家庄　050801)
摘　要:以磷酸为活化剂 , 用山楂核研制粒状活性炭 ,就工艺条件对产品收率和 A法焦糖脱色率的
影响进行了研究 ,最佳工艺条件为预润湿时间 6 h ,固液比 1∶0.8 , 磷酸浓度 65%,活化温度 450 ℃,
活化时间 50 min , 所得产品的 A 法焦糖脱色率达 100%以上 ,收率也高达 35%。
关键词:山楂核;粒状活性炭
中图分类号:TQ351.2　　　文献标识码:A　　　文章编号:1005-3433(2003)06-0029-03
　　活性炭按其生产方法分为物理法和化学
法;按形状分为粉状 、粒状和柱状等;按生产
原料分为木质炭和煤质炭。其中 ,化学法木
质炭以其优良的脱色性能被广泛采用 ,为此
相关部门就其原料开发和工艺改进等进行了
许多研究[ 1 ～ 2] 。石家庄教育学院化学系研
究人员曾以农业秸杆为原料 ,以硫酸和磷酸
为活化剂对粉状活性炭的制备进行了系列研
究工作[ 3～ 4] 。在产品的推广使用过程中发
现活性炭因粒径偏小 ,给脱色后的分离操作
造成困难 ,故许多厂家提出用粒状炭代替粉
状炭 ,但粒状炭的生产原料有限 ,价格昂贵。
河北省承德地区盛产山里红(山楂),经深加
工后山楂核作为废物堆放 ,我们以此为原料 ,
就粒状活性炭的制备进行了研究。
1　实验部分
1.1　原料
山楂核:河北省承德地区产 ,经粉碎后过
5目筛备用;磷酸:石家庄市黄磷厂生产 ,含
量 85%以上 。
1.2　工艺过程
将一定浓度的磷酸和粒状山楂核充分混
合 ,放置 6 h以上后移入活化炉中 ,在一定温
度下进行炭化活化 ,经洗涤 、干燥 、筛分得粒
状活性炭 。
1.3　实验条件的确定
1.3.1　实验安排及数据处理[ 5] 　经探索实
验 ,确定主要影响因素为:固液比 、磷酸浓度 、
活化温度和活化时间 。用 L 934 正交表进行
条件实验 ,考察指标以 A 法焦糖脱色率为
主 ,同时兼顾收率。实验安排及结果见表 1。
1.3.2　结果讨论　固液比:由表 1可知 ,固
液比对A 法焦糖脱色率和收率影响显著 ,脱
色率极差值为 11.64。当固液比由 1∶0.6增
至1∶0.8时 ,脱色率增加 6.72%,而由 1∶0.8增
至 1∶1.0时 ,增加 4.92%,即随固液比的增加
脱色率增速变缓。收率极差值为 5.06 ,且随
固液比增加收率降低 。综合考虑两指标 ,同
时兼顾原料消耗 ,固液比取 1∶0.8为宜。
磷酸浓度:磷酸浓度对脱色率影响特别
显著 ,而对收率几乎无影响。当浓度由 55%
增至 65%时 ,脱色率增加 16.51%,而浓度再
增加 ,脱色率反而下降 ,故磷酸浓度取 65%
较好 。
活化温度:所取活化温度的三个水平 ,对
脱色率有一定影响 ,且随温度增加 ,脱色率增
加 ,极差值为 4.27。温度对收率影响较大 ,
且随温度增加 ,收率降低 ,当温度由 350 ℃升
到450 ℃时 ,收率仅降低 0.46%,而由 450
℃升到 550 ℃时 ,收率降低 4.53%,综合考
虑后温度取 450 ℃为好。
活化时间:时间对脱色率和收率均有一
·29·林产化工通讯　　2003年第 37卷第 6期
作者简介:段书德(1964-),男 ,河北灵寿人 ,讲师 ,现从事“物理化学”的教学与研究工作。
定影响。时间由 40 min增至50 min时 ,A法
焦糖脱色率增加 6.37%,而由 50 min 增至
60 min时 ,脱色率下降 3.73%。收率随时间
增加呈小幅度降低 ,考虑应以脱色率为主 ,故
活化时间取 50 min。
表 1　山楂核粒状活性炭实验安排及结果
实验号 固液比 磷酸浓度(%)
活化温度
(℃)
活化时间
(min)
A法焦糖脱
色率(%) 收率(%)
1 1∶0.6 55 350 40 75.87 40.27
2 1∶0.6 65 450 50 98.52 39.15
3 1∶0.6 75 550 60 95.34 36.24
4 1∶0.8 55 450 60 85.95 33.85
5 1∶0.8 65 550 50 103.40 33.56
6 1∶0.8 75 350 40 100.52 35.98
7 1∶1.0 55 550 50 95.89 33.72
8 1∶1.0 65 350 60 105.32 32.77
9 1∶1.0 75 450 40 102.44 33.99
脱
色
率
(%)
K-1
K-2
K-3
K-1
K-2
K-3
R
收
率
(%)
K-1
K-2
K-3
K-1
K-2
K-3
R
269.71 257.71 281.71 278.80
289.87 307.24 286.88 297.81
304.62 298.27 294.63 286.61
89.90 85.90 93.94 92.90
96.62 102.41 95.63 99.27
101.54 99.41 98.21 95.54
11.64 16.51 4.27 6.37
115.61 107.84 109.02 110.24
103.39 105.48 106.99 106.43
100.48 106.21 103.52 102.86
38.55 35.95 36.34 36.75
34.46 35.16 35.70 35.48
33.49 35.40 31.17 34.29
5.06 0.55 4.17 2.46
　　综上所述 ,最佳工艺条件见表 2。
表 2　最佳工艺条件
工艺
条件
预润湿时
间(h) 固液比
磷酸浓
度(%)
活化温度
(℃)
活化时间
(min)
优惠值 6 1∶0.8 65 450 50
1.4　最佳工艺条件再现性实验
结果见表 3。
表 3　最佳工艺条件再现性实验结果
实验号 脱色率(%) 收率(%)
1 99.75 35.17
2 102.32 33.87
3 101.44 34.05
可见 ,在最佳工艺条件下 ,实验的再现性
较好 。
2　结论
用山楂核代替木质原料 、以磷酸为活化
剂制备粒状活性炭 ,最佳工艺条件为预润湿
时间 6 h ,固液比 1∶0.8 ,磷酸浓度 65%,活化
温度 450 ℃,活化时间 50 min ,所得产品的A
法焦糖脱色率达 100%以上 , 收率也高达
35%。可用于味精 、柠檬酸 、磺酸等产品生产
的精制和脱色 。
参考文献:
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生产和应用[ J] .农业与技术 , 1996 ,(1):1-8.
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出版社 , 1976.1-7.
RESEARCH ON PREPARATION OF GRANULAR ACT IVE
CARBON WITH HAWTHORN KERNEL
DUAN Shu-de , CI Li-jie
(Department of Chem istry , Shijiazhuang Teachers College , Shi jiazhuang　050801 ,China)
Abstract:The g ranular active carbon is produced with haw thorn kernel using phosphoric acid as active agent.The
effects of technology conditions on the quality and yield of product are discussed.The preference technolog y condi-
tio ns are as follow:pre-we tting time 6 h , solid/ liquid ra tio 1∶0.8 , 65% phospho ric acid , activ ating temperature 450
℃, and activating time 50 min.The yield of the prouduct was 35%, and the caramel decolorizing yield of the product
reached to mo re than 100%.
Key words:haw thorn kernel;g ranular active carbon
(收稿日期:2003-08-03)
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