文档介绍：南昌大学
硕士学位论文
稻壳制备高纯白炭黑和超细白炭黑
姓名:郭树军
申请学位级别:硕士
专业:无机化学
指导教师:周新木
20100601
摘要稻壳是稻谷加工后的主要副产品,人们大多利用稻壳作为初级燃料,但未处理的稻壳灰会产生环境污染。稻壳的硅可作为生产精细化工产品白炭黑的理想原料。因此研究如何从稻壳中提取硅有良好的环境和经济效益。白炭黑即水合是微细粉末状或超细微粒子状的。高纯是半导体工业及太阳能光伏产业中生产高纯单晶硅、多晶硅等芯片原料的基础物质。超细的特殊结构使它具有独特的性质,在应用上表现出卓越的亲水性、补强性、增稠性、触变性、消光性、分散性、绝缘性、防粘性等。本文介绍了以稻壳为原料直接制备高纯白炭黑的方法;研究了循环酸浸泡工艺条件对稻壳灰的影响;不同物质处理稻壳对除金属杂质的影响;确定了反应的最佳工艺条件:浸泡稻壳一天,回流℃煅烧此条件下制得的产品白度大于,·痪焱狻射线衍射分析白炭黑产品为非晶态结构的水合。同时,本文还研究了以稻壳灰为原料制备超细白炭黑的工艺;考察了煅烧碱熔工艺和常压碱溶工艺对提取率的影响;研究了影响超细白炭黑质量的主要因素,并对影响产品质量的其他因素进行了讨论。最佳条件下制得的产品,纯度%以上;比表面积为·Mü焱猓琗,猿白炭黑进行了结构分析。允境缸蕴亢诳帕5牧>洞笤嘉狾.。关键词:稻壳;制备;高纯;超细;白炭黑摘要
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第挛南鬃凼白炭黑,化学名称为水合二氧化硅或胶体二氧化硅,分子式为·Ⅲ,稻壳的综合利用引言三大类:纤维素类物质的利用;稻壳中硅资源的利用;稻壳中碳、氢的利用。是一种无毒、白色、无定形微细粉状物具有活性的超细二氧化硅粒子。具有高分散性、多孔性、质轻、化学稳定性好、不燃烧、耐高温、电绝缘性好等优异性能的重要无机硅化合物。我国一般把气相二氧化硅和沉淀二氧化硅统称为“白炭黑”。高纯二氧化硅是目前蓬勃发展的太阳能光伏产业及半导体工业中,生产高纯单晶硅、多晶硅等芯片原料的基础物质。具有特殊结构的超细二氧化硅的有独特的性质,在应用上表现出卓越性能。在稻壳的综合利用过程中,废弃稻壳被转化为新能源、新材料,既解决了资源浪费、环境污染问题,又实现了增产节支,成为发展循环经济、构建节约型社会的新模式。稻壳是稻谷加工后的主要副产品之一,占稻谷重量的%~%;我国稻壳产量居世界首位,大多作为初级燃料利用,综合利用率不足%;是资源的浪费,也造成污染环境。充分利用稻壳燃烧热,减少环境污染的同时,又有较好的经济效益和环境效益。稻壳不便长途运输,一般就近利用。稻壳的利用有稻壳的主要组成是纤维素类、木质素类和硅类。水稻品种及产地不同,其组成有所差别,大致组成见表,不完全燃烧的稻壳灰的组成见表。表甀稻壳的化学组成含量组分..%.%
——旦—里垒。に≯—◆⋯.稻壳纤维素利用生产木糖【稻壳中的缩聚戊糖在水解条件下生成木糖:源。稻壳木聚糖的提取方法为:稻壳在℃水浸泡性ご恚弥柿糠数%碱液,液固比篻,提取时间崛∥露娼屑钐崛木聚糖提取率达原料中木聚糖总量的.%以上。木糖催化加氢生成木糖醇:白色结晶木糖醇为斜光体,熔点℃,⒔臀镏剩米骷商腔颊叩奶味剂,且不被大部分细菌分解,可以防止龋牙,是生产口香糖的最好原料之一。.稻壳生产糠醛【加热加压条件下的稀酸液中,稻壳中的缩聚戊糖先水解成戊糖,戊糖再进一步脱水生成糠醛。马军强【研究了糠醛生产的新原料:稻壳的馐匝椤利用蒸汽加热在反应釜中分别对ǘ取⒁汗瘫取⒎从ξ露取⒎从κ奔项参数进行了糠醛得率的对比研究。经过多批次试验,得出糠醛生产的最佳水解工艺参数:ǘ任ィ馐奔湮露任℃,液固比为糠醛得率达到理论量的%,比玉米芯生产糠醛得率提高了%。由于稻壳中缩聚戊糖的半纤维素组成的多样性,在较剧烈的水解条件下制备糠醛的同时,副产物也非常复杂,其中比较有经济价值的副产物主要有醋酸、丙酮、甲醇等。.稻壳生产饲料稻壳所含营养物质很少,易受农药残毒污染,不宜直接作为饲料。但如果第挛南鬃凼加热、加压’
磷酸一氢铵,加水蚝,搅拌均匀。另用电热器将量的蜂蜜和水,用制粒机制成直径为据测定每蚝稻壳中含纯氮骸⒘、,使纤维软化或酵解,就可制成粗饲料V瞥傻拇炙橇喜灰宋怪恚但可作为牛、羊等反刍动物的补充饲料,具有一定的经济价值。宗大辉【以稻壳为主的原料,添加适量的米糠、纤维素分解酵母、种曲和磷酸一氢铵