中药固废制备多孔碳及其CO_(2)吸附性能

多孔碳在CO_(2)吸附方面展现出优异性能,是CO_(2)捕集与封存的重要手段之一,对实现“碳达峰、碳中和”目标具有重要意义。以3种典型中药固废——板蓝根渣、甘草渣和大血藤渣为例,探究中药固废掺氮水热碳化-化学活化两步法制备多孔碳及其CO_(2)吸附性能。水热法可省略对中药固废预先干燥的环节,适应中药固废高含水率的特点;化学活化法采用KOH作为活化剂,在高温(试验温度为600、700和800℃)下进行活化;制备工艺采用尿素为表面改性剂,将氮掺杂在多孔碳表面以提高吸附性能。采用元素分析和XPS对水热碳和多孔碳进行测试,探究氮在多孔碳表面的掺杂情况,结果表明N已成功掺杂到多孔碳表面,且掺氮多孔碳在相同制备条件下表现出更丰富的孔隙结构和更优异的吸附性能,含氮官能团对多孔碳的吸附性能有积极作用;为比较不同活化温度下制备的多孔碳吸附性能的差异,对其吸附CO_(2)能力进行研究,采用Langmuir和Freundlich模型拟合CO_(2)吸附等温线,结果发现3种试验温度下,600℃活化的多孔碳CO_(2)吸附性能最佳,这是由于高温活化导致氮流失对吸附性能产生不利影响。3种原料制得的多孔碳比表面积最大分别为2 516、2 518和1 996 m^(2)/g,孔隙结构丰富;在600℃活化温度下,3种原料制备的多孔碳均表现出良好的CO_(2)吸附能力,其吸附容量分别为6.70、6.52和6.43 mmol/g,这表明对于不同种类的中药渣采用水热同步掺氮和化学活化均可获得良好的CO_(2)吸附能力,但原材料对CO_(2)/N_(2)选择性仍有较大影响。

中药固体废弃物的木质纤维素组分测定及分类指导原则建立

中药固体废弃物(中药固废)除含有残留药用成分及微量元素外,还存在大量的木质纤维素资源。本文从处方常用的200种中药中选择了40种典型中药,采用美国可再生能源实验室研究方法,对中药原料及中药固废中木质纤维素组分含量进行定量分析。以木质纤维素总量和有效糖与木质素的比值为评判标准,将中药固废进行分类。结果表明:根茎类中药木质纤维素组分含量平均值为59.78%,叶花草果类木质纤维素组分平均值为58.96%,12种中药木质纤维素含量超过70%;煎煮后的根茎类中药固废木质纤维素组分含量平均值提升至68.82%,花叶草果类木质纤维素组分含量平均值提升至67.54%,18种中药固废木质纤维素含量超过70%;40种中药固废可分为制糖、发酵、制炭和焚烧四类,其中适合制糖的有8种,适合固态发酵或堆肥的有27种,适合制炭的有3种,可用于焚烧的有2种。该分类指导原则为中药厂药渣管理和利用提供了借鉴。