咖啡渣制备活性炭的吸附功能分析

张睿茜

山东省北镇中学2014级6班

咖啡渣制备活性炭的吸附功能分析

张睿茜

山东省北镇中学2014级6班

活性炭作为具有非常高的比较面积的吸附性材料而言，在整个社会生产的领域上都受到了很大的认可和广泛的运用。最初活性炭的吸附功能比较差、并没有在社会上产生很大的作用和广泛采用推广。活性炭的使用仅仅是作为防毒面具的吸附材料。在社会上的使用率在也不够广泛。随着科技的不断变化与科研成就的快速发展，科研人员对活性炭吸附功能的这一项原理进行了深入研究，并且研究发现了更好的制备工艺。改良以后的活性炭吸附功能得到了非常大的改善和提高。并且广泛生产和使用在社会上的各个领域当中。

咖啡渣；吸附功能；活性炭；制备

前言

活性炭在水分净化器中被当做水净化剂来使用，它能够吸附水中的有害物质和有害离子，有效地起到净化水源的作用。因为活性炭内部结构的碳分子的特殊性，还可以被当作为催化剂以及催化剂的载体来使用，被运用于各种化学实验当中。活性炭的吸附作用在医学领域也带来了不可忽视的作用。活性炭具有高吸附性这一特点，可大量吸附药物，可以延长药品半衰期，降低服药频率，也可以将活性炭用做解毒剂、降血脂药物来使用。

一、活性炭的吸附功能分析

1、活性炭作为气象吸附剂

我们在日常生活中经常呼吸到各种有害气体，具有很强的吸附功能。并且活性炭具有吸附气体种类多、吸附功能迅速、再生成本低、环境污染小等特点。例如：在全新装修的房子里，有很多甲醛。对小孩和老人的危害非常大，这个时候业主一般会空2—3个月的时间，让有害气体自然散去味道。或者在家里摆放绿色植物，利用植物自身的光合作用对有害气体进行吸附作用。现在我们研发了活性炭当做吸附剂。这种成本低，功能强的特点普遍受到广大群众的认可和喜爱。

2、活性炭作为液相吸附剂

活性炭不仅可以作为气体的吸附剂使用，也可以在日常生活中做为液体的吸附剂来使用。活性炭也是一种性能优良的脱色剂。不仅做为饮用水的净化机来使用，也被广泛的应用在在食品的工业生产当中。例如：制糖、制酒、饮料以及其他的食品工业生产。

3、活性炭在医学领域中的影响

活性炭的吸附功能不仅在日常生活中和工业制作中得到普遍的运用，在医学领域和医疗设备中也起着举足轻重的作用。活性炭具有高吸附性这一特点，可大量吸附药物，可以延长药品半衰期，降低服药频率，也可以将活性炭用做解毒剂、降血脂药物来使用。从而可以通过操纵控制药物的浓缩程度，提高药物的治疗效果，降低药物所带来的副作用。

4、活性炭在化学实验中的应用

碳分子的内部是一个十分不稳定的结构构造。很多金属和金属氧化物的催化剂的催化活性都取决于活性中心的存在结构。活性炭中存在着无定型炭分子和石墨碳分子。他们以一种不饱和状态所存在，形成了晶体结构不完整、有缺陷的表现状况。所以根据这一系列活性炭的自身特征，我们认为在许多情况下活性炭都是理想的催化剂，同时活性炭也对氧化还原反应起着相同的作用。

二、咖啡渣制备活性炭的研究、探讨

咖啡渣制备活性炭的主要制作流程可概括为：咖啡渣→前处理→热解炭化→磷酸浸渍→干燥→辅助活化→干燥→研磨→过筛→样品。

1、通过热量分析和实验效果，我们得出热解自活化需要再高度下进行操作。那么操作的最佳温度为450度，磷酸辅助活化的最佳条件活化温度为600度。

2、我们经过实验总结分析出在最佳工艺条件下制做的咖啡渣活性炭得率为27.1%，碘的吸附值和亚甲基蓝的吸附值都取得了不错的成绩。两者的吸附值均超过了国家活性炭一级标准。

3、经过研究我们得出：在最佳工艺条件下制备的咖啡渣活性炭吸附试验表明，在投加量为7 g·L-1、吸附时间为80分钟、pH为3.0、试验温度为15℃时，咖啡渣活性炭的去除率得到最大化，是商业活性炭的整整1.3倍。

三、咖啡渣制备活性炭的吸附功能的必要性

1、对国家发展来说。咖啡渣的活性炭吸附功能的研发成为了国家科研事业的新突破。加强了中国在世界各国的科技发展中的一股力量。同时也提升了我国在政治地位上的综合实力。

2、对物尽其用来说。起到了废物回收再利用的效果，废弃的咖啡渣最终归宿都是被遗弃。现在我们研发了他的新功能，对他进行第二次开发、利用。让他把自身作用发展到最大化。

3、对社会发展来说。解决了咖啡渣废物处理工程量浩大的这一问题。减少咖啡渣焚烧对环境带来的污染，也减少了有害气体的产生，减少了对空气造成的污染。从侧面上一定程度解决了社会的这一危害问题。

4、对工业发展来说。咖啡渣的研发和利用，给社会上的各个领域的企业生产都带来了全新突破。比如：气体净化、液体净化、医疗事业、工业发展、食品生产、科学研究都是新突破。

5、对科研人员来说。自己的劳动成果得到了社会上的普遍认可，科学成果得到了广大人民群众的肯定。提升自己的社会地位也增加了自身价值的实现。

6、对子孙后代来说。我们今天的辛勤劳动都是为了兆福后代。我们此时多研发一些科学成果，子孙后代在研究碳的吸附性这一问题上就会少走一些弯路。一会在我们如今的科研成果上、进行更深远、更有价值、更有历史意义的科学研究。

结语

目前，活性炭的吸附功能已被广泛地应用于社会上的各行各业当中。主要用于环境污染、工业加工、食品制造、医疗设备、化学实验等当中。但是，因为活性炭原料的数量、价格以及供应量太少一定程度上导致了我们无法进行大批量的生产以及无法更好的灵活利用。根据目前的科技研究表明，废弃物质当中可以通过活化并制备出性能优越的活性炭。比如：廉价的植物秸秆、椰壳、核桃壳、甘蔗渣、木屑等一些列废弃物品都可以制做出性能十分良好的活性炭。据调查研究表明咖啡渣在全世界每年的产量约为600万，这些咖啡渣并没有得到合理的利用，而是大量的进行焚烧处理。不仅造成了国家再生资源的浪费，还对环境产生非常大的污染。因此，我们应该加强咖啡渣制备活性炭的制作和利用。

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