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論文

竹炭製備條件對重金屬離子吸附效應

蔡明秀

國立台灣大學森林環境暨資源學研究所

2006

本研究選用南投竹山產4年生之桂竹（Phyllostachys makinoi）及孟宗竹（Phyllostachys pubescens）為原料，探討不同炭化及活化製程對竹炭性質及竹炭吸附重金屬離子之效應。竹炭製備採用水蒸氣及二氧化碳活化劑，並針對水蒸氣活化劑之條件，改變水蒸氣注入量為200 ∼ 600 mL/hr及活化時間2 hr和4 hr，在800及900℃進行活化，探討所得竹炭之外觀、收炭率、比表面積、碘值及孔隙性質等。最後依其性質差異，深入研究不同吸附時間及不同竹炭製程、顆粒大小、使用量等對Pb、Cu、Cr、Cd、Ni及As離子之吸附效能。 研究結果顯示，水蒸氣活化之竹炭外觀無光澤、略帶粉粒，且容易折碎，以掃描式電子顯微鏡觀察，以二氧化碳活化之竹炭可得到許多微小孔隙，水蒸氣活化則有矽的析出。以水蒸氣活化之竹炭收炭率較低，並隨著活化劑流量及活化時間、溫度增加而減少。比表面積隨收炭率減少而增加，以水蒸氣活化效果較佳；在增加活化劑流量、活化時間及活化溫度時，竹炭之比表面積性質亦增加，最大可達923.6 m2/g。比較竹炭孔隙性質，以水蒸氣活化可得孔體積較大，而以二氧化碳活化可得到微孔比率較多。 在竹炭吸附重金屬離子方面，隨著吸附時間、竹炭量增加，顆粒尺寸減小，吸附量會增加。使用水蒸氣活化之竹炭吸附效果較二氧化碳活化佳，而未活化之竹炭吸附效果最差，此外，桂竹炭吸附效果較孟宗竹炭佳。比較竹炭對六種金屬離子之吸附效果，以Pb離子吸附效果最佳，Cu、Cr離子次之，而As離子吸附效果最差。

竹炭、活化劑、比表面積、重金屬離子吸附能力、bamboo charcoal、activator、specific surface area、the ability of metal ion adsorption

http://hdl.handle.net/11296/ndltd/08545719962052314801