刺梨果渣多孔碳材料的制备与应用

摘要

多孔碳材料具有成本低、原料供应多样、比表面积较大、电化学特性出色等特点，成为一种极具环保意义的材料。本研究以贵州刺梨加工企业废弃果渣为原料进行多孔碳材料制备，以对刚果红吸附量为指标，通过单因素实验确定响应面设计的因素与水平，采用星点设计-响应面法对多孔碳材料制备工艺进行优化，得到最佳制备工艺。实验结果表明，多孔碳材料的最佳制备工艺为：碳化温度为565℃,碳化时间为6 h,吸附温度为32℃,在此条件下，实验得到吸附率为82.12%,吸附量为8.212 mg/g,与预测值相近。3个因素对刺梨果渣吸附刚果红的吸附率、吸附量的影响依次是：碳化温度>碳化时间>吸附温度。对多孔碳材料进行比表面积、扫描电镜表征，结果表明多孔碳材料比表面积为1.053 7 m²/g,孔容为0.006 9 cm²/g,孔径大小为37.148 5 nm,制备的多孔碳材料为介孔多孔碳材料，多孔碳材料颗粒多为圆柱状结构和不规则的多边形。此研究可为贵州刺梨加工企业废弃果渣的回收利用提供新思路、新途径。

关键词

刺梨 / 果渣 / 多孔碳材料 / 星点设计-响应面法 / 刚果红 / 吸附