PDF《竹炭的制备与竹碳水》

1 台 离心机

1 台5选材 选材 选材 选材 裁断 裁断 裁断 裁断 微观实验 微观实验 微观实验 微观实验 一次碳化 一次碳化 一次碳化 一次碳化(350℃ ℃ ℃ ℃) 决定 决定 决定 决定 150℃ ℃ ℃ ℃脱水 脱水 脱水 脱水 的温度 的温度 的温度 的温度 决定 决定 决定 决定 350℃ ℃ ℃ ℃竹醋液 竹醋液 竹醋液 竹醋液 的脱出温度 的脱出温度 的脱出温度 的脱出温度 二次碳化 二次碳化 二次碳化 二次碳化(750℃ ℃ ℃ ℃) 试验 试验 试验 试验: HCl 滴定试验 滴定试验 滴定试验 滴定试验、 、 、 、焰色试验 焰色试验 焰色试验 焰色试验、 、 、 、除氯试验 除氯试验 除氯试验 除氯试验 升温曲线图 升温曲线图 升温曲线图 升温曲线图 伍伍伍伍、 、 、 、研究过程或方法 研究过程或方法 研究过程或方法 研究过程或方法

一、研究原理:

(一)竹炭制作流程图:

6 2 年的竹子

1 年的竹子

3 年的竹子

4 年生的竹子 图5-1 竹子年龄的判断

(二)何谓竹炭(1) : 竹炭基本上具有与竹材相同之组织与构造,其孔隙内部表面积依测定 方法不同而有或多或少之差异,通常以木炭内部表面积测定方法测试时, 每克竹炭之内部表面积高达 300m2 远大於木炭,表现出独特的吸附现象. 不同温度所烧制之竹炭,具有不同的表面性质,用途也不同,如高温(

1000 ℃以上)烧制之竹炭,具有良好的导电性.

(三)选材要点: 1.选材要点(2) : 竹子的枝节要长、发育要完全、纤维间密度大、含水率较低的竹材为 优.含水率高,烧制时收缩率、变形率高,而不适合烧制竹炭.由於竹材 随竹杆高度、竹节之位置与年龄不同,其组织构造与性质(如密度、含水率、 硬度与乾燥速度)也不同,在选材时应加以区分. 2.如何分辨竹子的年龄(3) : 生长特性上,竹子在出土后

三、四个月就成形,竹子的口径也定形了. 一年内的竹子都属新竹,具白色蜡质粉末,第二年后蜡质脱落,外皮呈油 亮的绿色,第三年在生长期间开始有藓苔寄生,四年以上的竹子外皮会布 满藓苔,若要分辨就要比较竹子上藓苔的颜色(如图 5-1),年份越高颜色越 深.

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(八)含水率(8) : 某一块竹材中含有水分重量与该竹材原重之比值. 设测试前竹子重量为 X1,加热后竹子重量为 X2,则

(九)体积收缩率的求法: 设竹子测试前体积为 V1 ,加热后竹子体积为 V2,则

(十)单位竹炭的除氯量: 设竹炭重量为 W0,KCl 溶液之 AgCl 沉淀量为 W1,泡竹炭后 AgCl 沉淀量 为W2 含水率=

1 2

1 X X X ? *100 注:温度设定 150℃(由微观实验得知 150℃前大部分为水分脱出). 体积收缩率=

1 2

1 V V V ? *100 注:含水率试验与体积收缩率依序进行 单位竹炭的除氯量=

(四)竹材的种类(4) : 我们常见的竹材有孟宗竹、麻竹、苦竹、桂竹、绿竹等.而孟宗竹与 苦竹因结构致密被列为上等竹材,所以本次实验以孟宗竹与苦竹作比较, 再选用结构较为散的麻竹作对照.

(五)微观实验: 以自制管状炉加热试管中的竹材,观察各温度发生的现象并记录,同 时以白色无水硫酸铜检验水(变蓝),以蓝色石蕊试纸检验酸性物质(变红)(5) 找出竹材脱水碳化之温度.本试验於中央大学化工所进行.

(六)一次碳化: 竹材中含有大量水分及竹醋液(甲酸、乙酸、甲醇、乙二醇、甲醛、 苯酚等等) (6) ,经由微观实验得知,350℃可将这些物质除去,谓之一次碳 化.