废弃稻壳制备高吸附性多孔炭及碳硅复合物.docx
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废弃稻壳制备高吸附性多孔炭及碳硅复合物
废弃稻壳制备高吸附性多孔炭及碳/硅复合物
设计者：
王园园陆凤凤王楷媛
指导老师：
李晓瑄
摘要
稻壳是稻米加工中的最大副产物，约占稻谷籽粒重量的18%～22%。
我国年产稻谷2亿吨以上，加工后可得稻壳约0.4亿吨。
开展稻壳的综合利用研究对实现粮食产业高效增值，发展节能环保的循环经济具有重要的经济和社会意义。
随着工业的发展，对多孔吸附材料的需求日益增多，其中活性炭材料由于具有吸附容量大，机械强度高，耐酸碱，不溶于水和有机溶剂等特点，广泛用于食品、化工、医药、生物工程以及环保等领域。
稻壳属木质纤维素材料，与现有制备活性炭的原料煤、木材和果壳相比，稻壳具有来源稳定广泛，成本低廉，有害杂质含量极低的优点，是制备活性炭的良好碳源。
但由于稻壳中含有大约20%的无机物（主要是二氧化硅），因此制备的活性炭往往灰分较高。
有研究报道采用强碱高温活化法可以去除二氧化硅制备低灰分活性炭，但收率降低，成本大大提高。
本作品立足于充分利用全稻壳资源，以获得吸附性能优异的多孔材料为目标，通过工艺控制，制备出不同灰分含量的活性炭（灰分小于4%）和碳/硅复合物（灰分大于4%）。
研究采用了分段式真空烧结法，先将稻壳在低温下预炭化，再以碱性试剂浸泡处理预炭化稻壳，去除一定比例的二氧化硅，然后采用真空烧结获得多孔炭材料。
与传统制备活性炭的高温烧结与高温活化两步处理法相比，本工艺能耗低，生产时间短，通过控制碱处理和真空烧结条件，可以根据应用的需要制备出不同比表面积和灰分含量的多孔炭材料，工艺可控性强。
本作品制备的活性炭的比表面积约为670～1660m2/g，碳/硅复合物的比表面积约为340-770m2/g。
活性炭和低灰分（＜15%）碳/硅复合物的亚甲基蓝吸附值分别达到了320mL/g和230mL/g，都优于国家标准（120mL/g）和市售的一级活性炭（130mL/g）；而碘吸附值也分别达到1652mg/g和1387mg/g，远高于国家标准（500mg/g）。
高灰分（＞15%）的碳/硅复合物亚甲基蓝吸附值均大于70mL/g，碘吸附值均大于500mg/g，仍然可以用作吸附剂材料。
同时由于保留了部分二氧化硅，因此得率大大提高，有利于降低吸附剂产品的生产成本。
以不同比表面积和灰分含量的多孔炭材料作为吸附剂对金属离子和食品色素进行吸附实验，结果表明Fe3+的吸附容量可以达到2836mg/g，含100ppmCr2O72-的废水中Cr（Ⅵ）的去除率达到85%以上，含600ppm铅离子废水中Pb2+的去除率可以达到89%，叶绿素的脱除率也达到86%。
具有不同的孔结构和比表面积的稻壳基活性炭和碳/硅复合物可以适应不同行业对吸附剂材料的需要，其吸附作用机理还有待于进一步探索。
关键词：
稻壳；真空烧结；多孔炭材料；碳/硅复合物
目录
1前言4
2作品介绍7
3作品与现有技术的对比18
4市场分析21
5市场前景展望25
6主要参考文献27
7附录部分：
附录一科技查新29
附录二企业证明材料32
附录三专利申报证明35
附录四发表文章37
1前言
粮食加工过程中产生的大量不可食用副产物的利用一直是粮食深加工领域最为关注的问题。
一方面，这些副产物作为生物质资源被浪费，另一方面又带来了环境污染。
在发达国家，大量的粮食加工副产物都被用于生产高附加值的工业产品。
而在我国，对于这些副产物的利用还刚刚起步。
稻米是人类主要的粮食作物之一，我国年产稻谷在2亿吨以上，占世界稻谷年总产量的31.6%。
稻壳是稻米加工中的最大副产物，约占稻谷籽粒重量的18%～22%，每年我国稻米加工企业产生的废弃稻壳约0.4亿t。
稻壳的体积很大，如不及时处理，不仅影响环境卫生，而且堆积时间过长还有自燃的危险,因此国内外对稻壳的处理和利用都引起了高度关注。
美国、日本等发达国家研究了利用稻壳发电的技术，并利用含硅高的稻壳灰进一步制成各种含硅产品，如水玻璃、白炭黑、稻壳水泥、高温耐火材料等；也有研究者将稻壳直接经过物理和化学处理得到硅化物，如多孔二氧化硅、高纯硅、硅肥、精致陶瓷等。
在国内，部分企业将稻壳粉碎后添加到饲料中，但是由于其纤维素、木质素和灰分的含量都很高，具有高纤维、低蛋白、少能量、体积大、难消化的特点，并不适于用作饲料。
目前国内大部分企业采用焚烧获得热能的方式加以利用和处理，但这种方式产热量并不高，燃烧也不充分，燃烧后产生的大量稻壳灰又成为新的污染亟待处理。
因此探讨如何有效的利用稻壳对于推动我国农产品的深加工，开发高附加值副产品，变废为宝，减少环境污染、发展节能环保的循环经济具有重要的意义。
随着工业的发展，对多孔吸附材料的需求日益增多，其中活性炭材料由于吸附容量大，同时具有足够的机械强度，耐酸、耐碱、耐热，不溶于水和有机溶剂，失效后易再生，因此在食品加工、制药、化学、冶金、农业、环保等方面有着极其广泛而重要的用途。
目前制备活性炭的方法是以煤炭、木材和果壳等为原料，包括炭化和活化两个工艺步骤。
炭化是指在隔绝空气的条件下加热原料，使其热解，从而得到如同一般木炭的初级炭（即一次炭）。
而活化则是将初级炭在高温条件下进行处理，使其表面积进一步增大而得到活性炭（即二次炭）。
炭化一般在低于600℃的温度下进行，当温度上升至500～600℃时，有机物就会发生裂化和挥发作用，醋酸、二氧化碳、一氧化碳和木焦油等与初级炭分离，这种炭化作用使炭粒仍保持与原来相似的外形，但体积有所缩小，由于热解气体的逸出，初级炭获得了多孔性结构。
活化的方法通常有两种，一种是利用氧化气体（如水蒸气、空气等）活化，又称物理活化法，由于其成本低、适应面广，是目前最主要的活化方法。
该法需要专门的大型设备，而且会增加原料灰分。
另一种活化方法则利用药物活化，又称化学活化法。
将原料用具有脱水作用的化学药品（活化剂）处理，然后干燥、炭化及活化，当药物蒸汽大量逸出时，取出冷却。
这种化学药品可以改变原料热解作用的过程，使对活化不利的焦油物质的形成减少，增加炭的收率。
活化剂的选择是生产活性炭的关键，不同的活化剂有不同的作用方式，主要都包含脱水和氧化作用。
目前国内使用最多的活化剂为氯化锌和磷酸，但是氯化锌在活化中产生大量有毒蒸汽且价格昂贵；磷酸在活化中易挥发且制得的活性炭灰分偏高（5%～10%）。
近年来，国外学者开始关注使用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾和碳酸钠等碱性活化剂制取高表面积活性炭。
与氯化锌和磷酸活化法不同的是，在活化过程中碱性活化剂能与二氧化硅发生反应从而降低活性炭的灰分，这种方法在原料的二氧化硅含量偏高的情况下具有特别重要的意义。
从活性炭性能上看，以煤焦制备的活性炭虽然比表面积较高，但是杂质含量高，特别是重金等有害物质含量偏高，不适合用于食品、医药及饮用水的处理，同时也受到资源的限制，因此利用可再生的天然资源生产优质的吸附材料是未来必然的发展趋势。
木材是制备活性炭的主要生物质原料，但得率较低，成本偏高，生产的活性炭产品性能受木材品种的影响较大，同时大量使用木材也会造成环保的压力。
果壳是近年来开发的制备活性炭的良好生物质原料，但果壳的来源有限，因此生产的活性炭价格比较昂贵。
与现有制备活性炭的生物质原料相比，稻壳来自于一年生粮食作物，为大宗农产品副产物，原料来源丰富、可靠，产品性能稳定。
此外与煤炭相比，稻壳中的重金属含量极微，因此稻壳基多孔炭材料可以广泛用于食品、饮用水、生物工程及医药领域。
本作品从充分利用粮食加工废弃物出发，以制备吸附性能优异的稻壳基多孔炭材料为目标，针对现有的活性炭生产工艺复杂，能耗高的缺点，采用分段式真空烧结新工艺，将烧结炭化与活化有机结合，集于一步完成，简化了生产工艺，大大降低了能耗。
采用真空烧结有利于小分子物质快速挥发产生多孔结构，减少烧结时间。
针对稻壳含硅量高的特点，我们采用了碱性试剂浸泡或煮沸预炭化稻壳，不同的碱处理条件对二氧化硅的溶出率有直接的影响。
通过控制碱处理和真空烧结条件，制备出一系列不同比表面积和灰分含量的多孔活性炭及碳/硅复合物，并研究了其吸附性能，探索了粮食加工产业非食用副产物综合利用的新途径，为实现粮食产业高效增值，发展节能环保的循环经济开辟了新路。
2作品介绍
2.1原料来源和组成
本作品的主要原料为江苏本地产水稻碾米加工后的副产物稻壳，其灰分含量约18%。
从结构上看，稻壳是呈薄壳状，长约5mm，宽约2.5～5mm，厚不到0.5mm，由一些粗糙的厚壁细胞所组成，其厚度大约24～30µm。
可分为外表皮层、中表皮纤维细胞层、海绵状细胞层、内表皮层。
由于稻壳体积大、流动性差，堆积密度小，自然堆积密度仅83～160kg/m3，如在室内存放，会占据很大库房；若堆积在室外，很容易被风扬起而四处飘落，污染环境，且当稻壳含水量过大或被雨水淋湿后会发热甚至自燃；若被雨水浸泡时间过长，则会腐烂发酵，故不宜在室外堆放。
另外，稻壳不便长途运输，—般应就近利用。
图2.1水稻及稻谷
稻壳的主要成分如下：
多缩戊糖16％～22％，纤维素35.5％～45.0％，木质素21％～26％，灰分11.4％～22.0％。
稻壳经完全燃烧后，其所含碳元素将以二氧化碳形式释放，其灰分以SiO2为主。
若控制稻壳在贫氧条件下炭化，则得到的是炭化稻壳。
炭化稻壳是黑色闪光的颗粒，经电子显微镜观察，其结构为空心状的网状结构，是制备活性炭吸附剂的良好原料，不但成本低，而且不含有害杂质（如铅、砷），特别适合于食品工业上的需求，市场潜力巨大。
实验中使用的其它试剂如氢氧化钠、氢氧化钾均为分析纯试剂。
2.2制备工艺
本作品的制备工艺流程如图2.2所示
图2.2稻壳基多孔炭材料制备工艺流程
2.2.1稻壳预处理
在对天然稻壳进行筛检除杂质后先进行预炭化处理，目的主要是去除水分和易挥发物质,并减小体积,采用了两种方案：
方案一：
称取一定量干净稻壳置于坩埚中，然后放置于马弗炉中200～250℃炭化1小时，待稻壳冷却后取出，作为进一步碱处理的A组预炭化稻壳。
方案二：
将方案一中马弗炉低温炭化后的稻壳再置于真空烧结炉中进一步炭化处理，真空烧结温度400-900℃，升温速度10℃/min真空烧结，冷却后取出，作为进一步碱处理的B组预炭化稻壳。
2.2.2碱性试剂处理预炭化稻壳
采用了三种处理方式，即直接煮沸、浸泡后真空烧结和煮沸后真空烧结。
（1）直接煮沸：
称取一定量的预碳化稻壳样品装入圆底烧瓶中，加入10%NaOH，煮沸1小时。
待样品冷却后，过滤洗涤样品至pH=7后烘干。
（2）浸泡后真空烧结：
称取一定量预炭化稻壳样品用不同浓度的NaOH和KOH溶液浸泡后置于真空烧结炉中在500-900℃烧结，保温时间0-5h，待样品冷却后，过滤洗涤至pH=7后烘干。
（3）煮沸后真空烧结：
称取一定量预炭化稻壳样品用10%NaOH溶液煮沸1h，过滤洗涤至pH=7后烘干，将烘干后的稻壳置于真空烧结炉中烧结。
2.2.3多孔炭材料的结构表征
采用JW-BK6静态氮吸附仪（北京精微高博科学技术有限公司）测试样品的比表面积和孔径分布，利用BET法计算比表面积；用扫描电子显微镜（日立S4800）和透射电镜（JEOL2100）观察多孔炭材料的形貌特征；根据国标GB-T5009.4-2003食品中灰分的测定法测试样品灰分含量。
2.2.4吸附性能测试
选取经过预炭化、碱浸泡再烧结后得到的不同灰分含量的稻壳炭材料作为吸附剂，采用分光光度法测定其对Cr（Ⅵ）、Fe3+和Pb2+以及碘、亚甲基蓝和叶绿素的吸附效果。
（1）Cr（Ⅵ）：
在含有100ppmCr2O72-的溶液中加入一定量的吸附剂，吸附不同时间后测定溶液吸光度的变化。
由于酸性条件下六价铬离子与二苯碳酰二肼的丙酮的溶液反应，生成稳定的紫红色络合物，用分光光度计测定吸光度，根据标准曲线可以得到吸附前后的浓度变化。
（2）Pb2+：
在含有600ppm的铅离子溶液中，加入一定量的吸附剂吸附不同时间后测定溶液吸光度的变化。
由于酸性条件下二价铅离子与二甲酚橙的溶液反应，生成稳定的紫红色络合物，用分光光度计测定吸光度，根据标准曲线可以得到吸附前后的浓度变化。
（3）Fe3+：
采用邻菲罗啉方法。
在pH=2-3时用盐酸羟胺将水中Fe3+还原成Fe2+，在pH=4.5时邻菲罗啉与Fe2+反应生成橘红色络合物，用分光光度计测定吸光度，根据标准曲线可以得到吸附前后的浓度变化。
（4）按照国标GB/T12496.10-1999方法进行亚甲基蓝吸附测试。
（5）按照国标GB/T12496.10-1999方法进行碘吸附能力测试。
（6）分别在660nm和643nm测定叶绿素的吸光度计算吸附前后总叶绿素含量的变化,测定其对食用色素的吸附能力。
2.2.5衍生产品
在探索制备高吸附性多孔炭材料的过程中，产生了一些低比表面积的附加产物，为了充分利用这些衍生产品，我们尝试将其用作橡胶补强剂替代现有的炭黑增强剂。
影响炭黑补强和填充效果的主要因素是比表面积和结构度。
比表面积通常采用氮吸附BET法测定，而结构度工业上广泛采用的是吸油值法即用邻苯二甲酸二丁酯（DBP）的吸收值来表征炭黑的结构，通常DBP值越高，即炭黑的结构度越高。
一般高结构炭黑DBP吸油值大于120cm3/100g，低结构炭黑低于80cm3/100g。
参照化工行业标准HG/T3072-2008，DBP吸收值的测定方法如下：
称取适量的低比表面积稻壳炭材料在105±2℃的恒温干燥箱中干燥1.5h，然后置于干燥器中冷却到室温，备用。
称取干燥好的试样1g，精确至0.001mg，置于170mm×140mm的玻璃板上，开始以较快的速度滴加DBP，当有3/4的试样被湿润时，用玻璃棒轻轻调和，使DBP与试样浸润均匀，然后不断搅拌、滚压，使粒状试样全部破碎。
继续以较慢的速度滴加DBP并不断搅拌、滚压，当试样被DBP完全浸润，玻璃棒推动混合物感觉有阻力且混合物体积明显缩小，展开时没有碎屑，出现流畅的块状或小条状时停止滴加，所消耗的DBP的体积值即为样品的DBP吸收值。
2.3结果与讨论
2.3.1预处理工艺的影响
采用方案一：
将稻壳在马弗炉中低温预处理后的稻壳依旧保持稻壳原有的形状，如图2.3所示，失重大约35%,主要是稻壳中的水分以及炭化过程中生成的一些挥发性有机物组分。
通过氮吸附测试，可知其孔结构较大且不规则，比表面仅为10m2/g左右。
以此为A组预炭化稻壳再进一步进行碱处理。
图2.3烧结前（左）和烧结后（右）的稻壳
采用方案二在不同真空烧结温度下预炭化的稻壳比表面积如表2.1：
表2.1不同温度真空烧结预炭化的样品比表面积
温度/℃
450
500
600
700
800
900
比表面积m2/g
56.9
57.5
63.4
47.7
19.9
12.2
从表2.1可以看出，马弗炉预炭化后的稻壳经真空烧结后比表面积都有所增大，大约600℃达到最高峰，随后温度升高比表面积反而下降。
分别选取450℃和600℃真空烧结后的产物作为进一步碱处理的B组预炭化稻壳。
2.3.2碱性试剂处理工艺的影响
分别选取上述A、B两组预炭化稻壳为原料，采用了三种碱处理方式，即直接煮沸、浸泡后真空烧结和煮沸后真空烧结。
通过氮吸附实验可以发现，直接煮沸得到的产物比表面积都在100m2/g左右，后两种工艺下制备的产品比表面积都比较高，相比较而言，浸泡后再真空烧结工艺更为简单，能耗低，产品性能好，因此选用该碱处理工艺。
2.3.3真空烧结条件的影响
以A组预炭化稻壳为原料，采用10%NaOH溶液浸泡48h,然后以10℃/min的速度分别升温至500℃、600℃、700℃，在相应的烧结温度下保温0-5h。
制备的几个典型样品比表面积和孔体积如表2.2所示，其中A60、A65分别为600℃烧结不保温和保温5h，A70、A72分别为700℃烧结不保温和保温2h。
选取方案二450℃和600℃真空烧结的B组预炭化稻壳为原料，采用10%NaOH溶液浸泡48h,然后以10℃/min的速度升温至900℃，保温3h，制备的样品标记为B493和B693。
表2.2典型样品的比表面积
样品编号
BET比表面积
（m2/g）
总孔体积（cm3/g）
微孔体积
（cm3/g）
灰分
（%）
A60
341.1
0.502
0.028
4.9
A65
912.7
0.608
0.229
-
A70
729.2
0.900
0.030
2.8
A72
1667.1
0.990
0.440
-
B493
773.1
0.303
0.240
16.8
B693
168.0
0.474
0.026
49.5
由表2.2可以发现，A组预炭化稻壳经碱溶液浸泡后再真空烧结得到的多孔稻壳炭材料灰分相对较低，比表面积较大，这说明马弗炉低温贫氧条件下预炭化的稻壳在碱处理过程中二氧化硅更容易浸出生成孔隙发达的活性炭，而经过真空烧结的预炭化稻壳，再经碱溶液浸泡也很难溶出二氧化硅，与处理烧结温度越高，灰分也越高。
灰分含量直接影响到产品的产率，其中灰分含量最低（＜1%）的活性炭产率约20%（相比于原稻壳），灰分含量最高（50%）的碳/硅复合物产率约为37%（相比于原稻壳），产率明显提高。
如图2.4所示，不同处理工艺下稻壳呈现不同的性状。
图2.4原料和多孔炭产品
2.3.4吸附性能测试
在含有100ppmCr2O72-的溶液中加入一定量的A65作为吸附剂，通过分光光度法测定吸光度随时间的变化，经过计算得出了吸附剂作用时间与Cr2O72-的去除率的关系，结果如图2.5所示。
由图2.5可见，在最初的2h吸附较快，Cr（Ⅵ）的去除率达到50%，此后的20h吸附速度逐渐减缓趋于平衡，去除率大约85%。
图2.5吸附时间对Cr（Ⅵ）去除率的影响
在含有600ppm铅离子的溶液中，加入一定量的A70吸附剂，用分光光度法测定不同吸附时间的Pb2+浓度，经过计算得出吸附时间与Pb2+去除率的关系，结果如图2.6所示。
由图2.6可以看出，在最初的50min内Pb2+的吸附速度较快，已经接近吸附平衡，2h后Pb2+的去除率超过了86%。
图2.6吸附时间对Pb2+吸收率的影响
表2.3给出了不同吸附剂对Fe3+的吸附量。
研究还发现，不论是活性炭还是多孔碳/硅复合物对于Fe3+的吸附速度都极快，可以瞬间达到吸附平衡，吸附效果如图2.7所示。
而比表面积和微孔体积对于Fe3+的吸附量有很大的影响，其中A72的吸附量高达2836㎎/g。
表2.3多孔稻壳炭材料对Fe3+的吸附性能
编号
BET
（㎡/g）
总孔体积
（㎝³/g）
微孔体积（㎝³/g）
吸附率
（㎎/g）
A60
341.1
0.502
0.028
582
A65
912.7
0.608
0.229
1347
A70
729.2
0.900
0.030
1054
A72
1667.1
0.990
0.440
2836
B493
773.1
0.303
0.240
1111
图2.7Fe3+吸附前（左）和后（右）对比
表2.4给出了多孔稻壳炭材料对亚甲基蓝、碘和叶绿素的吸附效果。
结果表明，活性炭（A65）和低灰份碳/硅复合物（A60）对于亚甲基兰和碘的吸附量都远远大于活性炭国标要求值，食品色素叶绿素的脱除率也较高。
高灰分的碳/硅复合物（B493）对小分子物质也表现出了良好的吸附效果。
表2.4多孔稻壳炭材料对亚甲基蓝、碘和叶绿素的吸附性能
编号
BET
（㎡/g）
总孔体积
（㎝³/g）
碘
吸附量
（㎎/g）
亚甲基兰
吸附量
（mL/g）
叶绿素
吸附率
（%）
A60
341.1
0.502
1387．3
230
86.1
A65
912.7
0.608
1652．7
320
64.3
B493
773.1
0.303
535．4
70
31.4
选择B组预炭化稻壳测定其DBP吸收值，结果如表2.5所示。
由表2.5可见，低温真空烧结未经碱处理的预炭化稻壳样品DBP吸收值为1.7-3.9mL/g，完全符合橡胶添加剂炭黑和白炭黑的国标要求，可以作为普通橡胶的增强剂替代炭黑和白炭黑。
作为本作品的衍生副产物，也具有广阔的市场应用前景。
表2.5DBP（邻苯二甲酸二丁酯）的吸收值
450℃
600℃
700℃
900℃
DBP（mL）
3.9
3.0
2.1
1.7
2.4研究结论
本作品以稻壳为原料，在不同预炭化工艺下将稻壳预处理，再以不同浓度的氢氧化钠浸泡或煮沸预炭化稻壳，然后在450-900℃真空烧结得到一系列成品。
制备工艺对生成的多孔稻壳炭材料的比表面积和灰分含量有很大影响。
其中活性炭的比表面积为670m2/g-1660m2/g，碳/硅复合物的灰分为4%-50%，比表面积为340-770m2/g。
以多孔炭材料作为吸附剂，其亚甲基兰吸附值为：
活性炭320mL/g，碳/硅复合物＞70mL/g；碘吸附值：
活性炭1650mg/g，碳/硅复合物＞550mg/g；Fe3+吸附量达到2836mg/g；含100ppmCr2O72-的废水Cr（Ⅵ）去除率大于85%；含600ppm铅废水Pb2+去除率大于85%；食品色素叶绿素的脱除率达到了86%。
3作品与现有技术的对比
（1）原料优势：
稻壳是工中的稻米加最大副产物，我国年产稻壳约0.4亿吨，来源丰富，价格低廉；稻壳中含有80%的有机物，是制备多孔炭材料的优质生物质资源。
表3.1是常见活性炭生产原料对比分析，与他们相比，生物质材料稻壳分布广、原料充足，组成简单，杂质低，且无黏结性、无需破黏等特殊处理，加工简便，因此大大简化了生产工艺，降低了成本，有利于工业生产，在吸附剂材料市场上具有较大的竞争力；同时将工业生产与环境保护良好的结合，废物利用，提高农副产品的附加值，有利于可持续发展。
表3.1常见活性炭生产原料对比
原料
利
弊
煤
1、生产技术成熟；
2、原料价格相对较便宜，产品相对廉价
1、矿藏资源有限，过度挖掘对环境生态造成不利影响；
2、杂质较多，含多种重金属有害物质，只能用于工业废水除杂，不可用于食品等行业吸附。
木材
1、生产技术成熟；
2、材料杂质少，应用范围广，生产得的活性炭可用于各种吸附。
1、木材含水量高，原料用量大，得率很低，而资源有限，因此生产成本高，产品价格相对于煤炭活性炭高；
2、过度伐木对生态环境造成巨大伤害；
3、不同种类树木组成成分不同，产品差异大。
果壳
1、合理利用废弃果壳资源；
2、生产技术成熟。
1、原料来源有限，不足以满足市场需求，而且受品种的影响大；
2、制备工艺繁杂，成本很高，价格高。
（2）技术创新：
除了大部分有机物，稻壳中还含有20%的无机物（主要是二氧化硅），大大影响孔结构的形成，但是它无法通过烧结处理除去。
而碱液处理可以与其中的二氧化硅作用，去除二氧化硅；通过控制碱液浓度和处理工艺，可以保留不同含量的二氧化硅。
经碱液处理后的稻壳炭经再真空烧结形成了不同灰分含量的系列多孔炭吸附材料，不同含硅量的多孔碳/硅复合物具有不同的孔结构和比表面积，以适应各行业对吸附材料的需要，其针对性将比现有的活性炭产品更好。
采用真空烧结与活化一步完成有利于在较低温度下快速形成理想的孔结构。
根据文献查新结果，目前对于碱性试剂辅助真空烧结活化法制备多孔碳/硅复合物的研究尚未见公开报道，本技术在国内外处于领先水平。
表3.2是本作品制备工艺与木材制备活性炭的工艺及性能比较。
表3.2以
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