PDF《竹炭的制备与竹碳水》

中华民国第四十?届中小学科学展览会 作品?明书 高中组 化学科 最佳(乡土)教材奖

040216 竹炭的制备与竹碳水 学校名称: 桃园县私?新兴高级中学 作者: 高二 黄彦钧 高二 蔡至翔 高二 ?ユ 高二 陈怡臻 指导?师: 王建民 关键词:竹炭水、焰色试验、除氯试验

1 壹壹壹壹、 、 、 、摘要 摘要 摘要 摘要 本研究以孟宗竹、苦竹及麻竹三种竹材,经微观实验得知 前脱出物以水及竹醋液为主 , 由滴定试验测得一次碳化之竹炭水 小於市 售竹炭水 ;

因 较小,使每克竹炭除氯量仅有 , 且焰色试验不明显,故进行二次碳化 (1) .

麻竹含水率低 但结构 散 ;

苦竹虽结构致密 但含水率高 ,两者体积收缩率 大 ,皆不适合烧制竹炭;

孟宗竹含水率较低 、体积收缩 率小 、结构致密 ,可得较佳之竹炭.由焰色试验及原子吸 收光谱测试结果证实竹炭水中含有 Ca2+ 、Na+ 、K+ 等离子 ,但Ca2+ 与Na+ 颜色相近,因此先以 Na2C2O4 使Ca2+ 沉淀,再进行焰色试验以确定 Ca2+ 存在.由HCl 滴定试验得知二次碳化之竹炭水 且 ,使得除氯量较大 ,因此得知竹炭不但可放出碱性盐类,也可吸附 Cl- ,使pH 值上升;

由一次及二次碳化后之竹炭外表长宽变化推知,一次碳化属 纤维间空隙,表面积较小;

二次碳化属纤维内断裂,表面积较大,这可由表面 积 测试结果 得到验证. 350℃(一次碳化) pH=7.69 (pH=8.30) BET (54.7m

2 / g) 0.001 克(750℃) (14.3%) (0.22g/cm

3 ) (0.43g/cm

3 ) (30.1%) (25.13%及23.11%) (10.7%) (19.29%) (0.42g/cm

3 ) (BET) (54.7 m

2 /g、195.2m

2 /g) BET 为195.2m

2 /g (与文献(6) 吻合) (0.021 克) pH=9.60

2 贰贰贰贰、 、 、 、研究动机 研究动机 研究动机 研究动机 由於最近市面上有贩售竹炭、竹炭水以及报章杂志皆大肆报导它的好处, 例如:用竹炭净水能除去水中杂质(如Cl- 等)、竹炭水泡茶、牛奶,能使口感变 好且能补充日常生活所缺乏的矿物质(如Ca2+ 、Na+ 、K+ 等).而且最近化学课教 到原子光谱,老师提到焰色试验能使不同的原子放出不同的光谱,因此我们对 竹炭的制备及竹炭水的研究感兴趣,而作进一步的探讨.

3 参参参参、 、 、 、研究目的 研究目的 研究目的 研究目的

一、了解不同的竹材对制备竹炭的影响

二、了解竹子的年龄对制备竹炭的影响

三、了解竹子的部位对制备竹炭的影响

四、了解竹材含水率对制备竹炭的影响

五、了解升温速率对制备竹炭的影响

六、了解温度高低对制备竹炭的影响

七、找出制备竹炭的较佳条件

八、由焰色试验了解竹炭水 pH 值上升之原因

九、了解竹炭水之成分

十、了解竹炭对Cl- 的吸附能力

4

(一) 肆肆肆肆、 、 、 、研究设备及器材 研究设备及器材 研究设备及器材 研究设备及器材

一、研究设备及器材: 自制管状炉(中央大学)

1 组k-type 热电偶感温棒(中央大学)

2 组 角架

1 个 升降装置

1 个 硬质试管

10 个 白色无水硫酸铜(检测水分)

20 克 蓝色石蕊试纸(检测酸性物质)

20 张500 万画素数位相机

1 台 直尺

1 把 烘箱 1台 高温炉 1台 电子秤 1台 锯子 2把 镊子 2支 铝箔纸 3盒500ml烧杯 8个250ml锥形瓶 3个100ml滴定管 2支 甲基橙酸碱指示剂 5ml 滤纸 10张 喷灯 1个 喷雾器 1个 宝特瓶 5个 孟宗竹(四年) 5根 苦竹(二年) 5根 苦竹(四年) 5根 麻竹(四年) 5根 市售竹炭(林业试验所制) 10片BET ASAP-2000 型(中央大学贵仪中心)