活性炭制备及其应用进展

活性炭是一种由含碳材料制成的、内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的碳素材料,可用作吸附材料和催化剂载体,广泛应用于工农业及日常生活中。对活性炭的理化特性进行了简要的概述,详细介绍了活性炭制备原料、制备方法、改性以及在各个领域中的研究应用,并介绍了作者在该领域所开展的工作。     

响应曲面法优化菌渣活性炭吸附水中亚甲基蓝

染色废水对环境具有巨大危害。利用青霉素菌渣为原料制备氮掺杂活性炭,研究其对水中亚甲基蓝的吸附机理,并用响应曲面法优化活性炭对水中亚甲基蓝的吸附机理。研究结果表明,所制备的活性炭孔隙结构发达,比表面积达到了1 640.39 m²/g,活性炭表面含羟基等官能团。亚甲基蓝吸附过程符合伪二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。建立的响应面模型合理可靠,最佳吸附条件为吸附时间138 min、吸附温度30℃、pH为8。在此条件下,活性炭对亚甲基蓝的吸附量达到了332.90 mg/g,与模型理论预测值335.76 mg/g基本吻合。     

响应面法优化制备巨菌草基高比表面积活性炭

以巨菌草作为原料,化学活化法制备高比表面积活性炭,在单因素考察基础上,采用响应面分析法对活化温度、活化时间、碱炭比等影响因素进行了条件优化.通过模型分析确定了最佳制备工艺条件为活化温度920℃、活化时间50 min、碱炭比4∶1,该条件下制备的巨菌草基活性炭实际碘吸附值与预测值相近,证明响应面法模型优化分析结果可靠.通过BET、IR和SEM等进行表征,表明所制备的巨菌草基活性炭表面官能团种类丰富,孔隙结构发达,达到了超级活性炭的标准,为巨菌草基活性炭的开发应用提供了制备工艺参数及材料性能参考.     

草(木)本中药材废渣热解特性差异的初步研究

我国中药企业每年产生大量中药材废渣,其中大部分均作为废弃物丢掉,既造成资源损失和浪费,又污染环境.中药材废渣热化学利用是中药材废渣资源化利用的有效途径.本文以中药有效成分提取过程中产生的中药材废渣为研究对象,利用热重分析法(TGA)研究草本(柴胡)与木本(川木通)中药材废渣在不同粒径和不同升温速率下的热解特性差异及动力学规律.研究发现：柴胡药渣与川木通药渣表现出明显不同的热解特性,并从其内在金属元素的量变迁对其各自的热解特性给出了相应解释说明.最后,基于热重实验给出了柴胡与川木通药渣的热解动力学参数.     

桑椹原花青素提取的响应曲面优化分析

以桑椹原花青素的提取率为指标,利用中心组合设计（central composite design,CCD）优化桑椹原花青素超声提取工艺.结果表明,建立的三次多项式数学模型是合适模型,优化提取工艺参数为：超声功率315W,液料比60：1（mL/g）,提取时间12min.在该条件下桑椹原花青素的最优提取值是496.29 μg/g.经验证,所得工艺参数准确,可指导桑椹原花青素的提取生产.     

响应面法优化青霉素菌渣活性炭制备技术的研究

以制药厂废青霉素菌渣为原料,采用化学活化法,以K2CO3为活化剂,运用响应面法,确定了化学活化法制备青霉素菌渣活性炭的最佳工艺条件:活化温度为800℃,活化比为1∶3,活化时间为3h。以比表面积和得率为性能评价指标,建立的模型具有良好的吻合性,能较好地反映各影响因素之间的关系。     

响应曲面法优化醇提茶多酚工艺研究

在单因素试验的基础上,利用响应曲面法对茶多酚醇提工艺参数进行优化研究.选择乙醇浓度、提取时间以及提取温度为自变量,茶多酚提取率为响应值,采用Box-Behnken设计方法,研究各自变量及其交互作用对茶多酚提取率的影响.利用Design Expert软件对数据进行回归分析,得到二次多项式回归方程的预测模型.结果表明,茶多酚醇提的优化工艺条件为:乙醇浓度取20%,提取时间30 min,提取温度76℃.在此工艺条件下茶多酚提取率理论值为18.75%.     

响应曲面法对三氯氢硅精馏工艺的优化

使用Aspen Plus模拟了三氯氢硅粗馏的三塔精馏过程,在Aspen单因素优化的基础上,利用统计学范畴的响应曲面法(RSM)进一步处理,探究了预分离塔和三氯氢硅塔的理论板数、进料位置、精馏采出、回流比等关键参数对于产品组成的综合影响,拟合了二项式数学模型,并按照不同权重给出了流程的参数组合。结果表明,以响应曲面法对流程进行优化较单因素优化可节能25.4%,对产品质量达标的方案可节能29.9%,对产品质量最优的方案可节能21.9%,优化效果良好。     

竹屑—污泥活性炭的制备工艺及结构表征

以竹屑和污泥为原料,KOH为活化剂,通过炭化和活化制备得到竹屑-污泥活性炭.通过单因素试验和Box-Behnken Design响应曲面试验确定活性炭的最佳制备工艺条件,用扫描电镜、孔隙度分析仪和傅里叶变换红外光谱仪测得竹屑-污泥活性炭的物化特性.研究结果表明:竹屑-污泥活性炭的最佳制备工艺条件为:竹屑添加量30％,浸...     

马铃薯废渣玉米秸秆活性炭的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

以玉米秸秆、马铃薯废渣为原料,采用磷酸活化法制备了活性炭,并对其进行了BET、TG/DTG、SEM等表征.研究了原料、浸渍比对活性炭样品吸附亚甲基蓝性能的影响,用准一级动力学模型、准二级动力学模型以及Langmuir、Freundlich、Toth吸附等温模型对亚甲基蓝吸附数据进行了拟合.结果表明,在马铃薯废渣与玉米秸秆干重比为1∶1,浸渍比为150%,活化温度为700℃,活化时间为60min的条件下,所得活性炭吸附性能最优,对亚甲基蓝的吸附量可达383.0mg·g-1,为国家一级品标准的2.84倍.     

响应曲面法优化桑椹黄酮的超声提取工艺

研究以水为溶剂的超声提取桑椹黄酮工艺,采用响应曲面法优化桑椹黄酮超声提取的关键参数,建立了预测试验结果的模型方程,并验证了模型的有效性。结果表明,桑椹黄酮超声提取的最佳工艺为：超声功率为315W,液料比为60mL：1g,提取时间为12min。在最佳工艺条件下桑椹黄酮的预测最优值是18.85mg·g-1,验证结果为18.12mg·g-1。该工艺稳定环保,适于桑椹黄酮的提取。     

响应曲面法优化莲子蛋白质的提取条件

通过PB设计一最陡爬坡实验一响应曲面法,优化了莲子蛋白质的提取工艺,获得了其最佳工艺条件,即提取液SDS浓度为3．27％、DTT浓度为0．2％、pH＝12．0、液固比（V／W）为12：1、提取温度为30℃、提取时间90min、超声波辅助时间为21．5min．在此条件下,莲子蛋白质提取率可达92．27％．     

响应曲面法优化复合酶提取林芝绿茶中茶多酚工艺

以西藏林芝茶树老叶为材料,采用复合酶有机溶剂法提取茶叶中茶多酚.在单因素实验的基础上,应用响应曲面法进一步优化提工艺,得到最佳提取条件:纤维素酶用量6 mg,果胶酶用量8 mg,溶剂体积分数68％,料液质量浓度0.024 g/mL,提取温度56 ℃,提取时间129 min,pH=5.0,茶多酚提取率为15.61％.     

响应曲面优化茶树花饮料发酵工艺

以茶树花为主要原料,发酵制作茶树花饮料并优化其发酵工艺。以感官审评得分为评价指标,单因素实验分析菌种、料液比、加糖量、发酵温度、发酵时间对发酵饮料的影响,并通过响应曲面法对4个主要因素进行优化,确定茶树花发酵饮料的最佳发酵工艺。结果表明,料液比值1/54 g·mL^-1、加糖量6.5%、发酵温度35℃、发酵时间41.5 h时,得到的茶树花饮料茶香、花香、甜香最协调,苦涩味低。主成分分析结果表明,发酵饮料的游离氨基酸含量增加,咖啡碱、茶多酚、儿茶素含量降低,发酵饮料DPPH自由基清除率为85.47%。     

响应曲面法优化微波辅助提取叶黄素酯

在单因素试验基础上,采用响应曲面法对影响叶黄素酯提取效果的4个主要影响因素即提取温度、提取时间、液固比和微波功率进行优化,建立并分析各因子与叶黄素酯提取率关系的数学模型。结果表明:原料用量5 g,在提取温度40℃、提取时间20 s、液固比20 mL/g、微波功率500 W时,叶黄素酯提取效果较好,在此条件下叶黄素酯的提取率达到14.595 mg/g.     

响应曲面法优化鸡冠中透明质酸提取工艺条件

对乙醇浸泡鸡冠并提取其中透明质酸的方法进行研究,通过单因素和相应曲面实验考查了提取时间、乙醇体积分数、料液比对透明质酸得率的影响,确定了乙醇处理鸡冠中透明质酸的最佳工艺条件为:提取时间为25.70 h、乙醇体积分数90.00%、料液比100∶177(g/mL),在此条件下制备透明质酸的得率为27.31%.通过对该物质进行紫外光谱检测,显示该提取物质与标准品出峰位置一致,确定该提取物质是透明质酸.     

曲面响应法探讨牡蛎壳制备丙酸钙的工艺流程

以牡蛎壳为原料,从中制备丙酸钙,并对其进行工艺优化。以丙酸钙的产率为指标,在单因素的研究基础上通过曲面响应实验得到制备过程的最佳工艺条件:反应的回调p H为7～8,反应时间为91. 83 min,壳酸比为1. 08,液固比为15. 08,所得丙酸钙产率为88. 66%。通过实验得出其优点是:回收了废弃物变废为宝,有利于环境的保护。实验通过曲面响应法探究得出最佳工艺,其周期短,线性回归方程精确度高。通过考察反应时间、液固比、壳酸比3种因素对丙酸钙制备产率的直接影响,应用曲面响应法探究展示的结果更为直观。     

基于响应曲面的低碳制造铣削工艺参数优化

为了对低碳制造铣削工艺的加工参数进行优化,降低碳排放量的同时有效保障产品质量,选取主轴转速、进给速度、铣削深度和铣削宽度作为优化变量,碳排放量、材料去除率和表面粗糙度作为响应性能指标,通过设计中心复合实验,利用Design-Expert软件建立相对应的响应分析模型,并对所建模型进行可靠性验证,研究了工艺参数间的交互作用。结果表明:在主轴转速为999. 98 r/min,进给速度为490. 51 mm/min,铣削深度为0. 30 mm,铣削宽度为49. 99 mm时,响应最优,可见对低碳制造铣削工艺的优化具有一定的参考价值。     

响应曲面分析法制备小麦麸皮脂肪模拟品

以小麦麸皮为原料制备脂肪模拟品,选用双螺杆挤压机对添加了α-淀粉酶的小麦麸皮进行挤压膨化,通过单因素实验和响应面回归分析确定了DE值为3.2(WBFS3.2)和8.9(WBFS8.9)的两组低DE值小麦麸脂肪替代品的制备工艺,得到双螺杆挤压的工艺条件分别为:WBFS3.2物料含水量30%,进料速度为30 g/min,螺杆转速为120 r/min,挤压温度(机头温度)为140℃,加酶量为0.5%;WBFS8.9物料含水量35%,加酶量为0.6%,其他条件与WBFS3.2的相同.