1 材料和方法
1.1 實驗材料與儀器
茭白葉取自臺州本地菜市場,聚乙二醇400(PEG 400),1,4- 二氧六環,正戊烷,購于上海展云化工有限公司,甘油、碳酸鈣, 吐溫-80,購于國藥集團化學試劑有限公司,硫酸,鹽酸,購于浙 江中星化工試劑有限公司。 101-3SA恒溫培養箱,購于金壇市盛藍儀器制造有限公司, TC-15套式恒溫器,DW-3電動機械攪拌器,購于鞏義市予華儀器有限責任公司,FA604A電子天平,購于上海精天電子儀器廠,85-2 型恒溫磁力攪拌器購于上海志威電器有限公司。
1.2 材料處理
菜場收集的茭白葉洗凈晾干,恒溫干燥箱烘干至恒重,粉碎 機粉碎后篩分,分為20~40目、40~80目、80~120目及120目以上 的四類粉末,最后裝入分裝袋備用。
1.3 實驗方法
準確稱取5.0 g所用不同粒徑的茭白葉粉末,根據所需PEG 400︰甘油混合液配比,調整不同催化劑濃度,置入500 mL三頸 燒瓶中充分混合,反應過程中設置不同反應時間和反應溫度,進 行攪拌,反應完成后從恒溫器中取出,進行渣含量的測定。
2 結果與討論
控制恒定溶劑PEG 400︰甘油=4︰1組成的混合溶,物料比為 混合溶液80 mL,茭白葉5 g(液固比=16︰1),茭白葉顆粒粒徑為 80~120目,溫度為140 ℃,反應2 h,考察不同催化劑以及濃度對 液化的影響,其結果如下圖1(a)所示。當用硫酸作為催化劑時, 隨著硫酸濃度的增加,渣含量從9.42 %降低至6.86 %,使渣含量 達到最低值,此時硫酸濃度為5 %,隨后又逐漸升高,在用9%硫 酸作為催化劑時渣含量至8.59 %;當用鹽酸作為催化劑時,隨著 鹽酸濃度的增加,渣含量從11.28 %逐漸降低至9.15 %達到最低, 此時鹽酸濃度為7 %,隨后升高。對數據進行分析后,說明在用酸 作催化劑時,隨著酸濃度增加的時候,液化效率先提高后降低, 并且在催化劑濃度為5 %~7 %范圍內時,液化效率最高,但是當 催化劑濃度提高到7 %之后,渣含量又持續升高。其中可能原因為 催化劑濃度過高,導致原料被碳化,這部分碳化物容易取出,造 成殘渣率的升高。
3 結論
探討了茭白廢棄物(茭白葉)的液化工藝,并對參數進行 了優化。結果發現,在優化的反應條件下:80~120目的茭白葉, 溶劑為PEG400︰甘油=4︰1,液固比為16︰1,硫酸濃度5 %在 140 ℃反應2 h,所得產物測得渣含量為5.0 %,液化效率達到95 %。 具有較大的潛力,該研究為后續茭白廢棄物的資源化利用提供了 理論基礎。
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