碳酸钾法制备茶渣活性炭工艺优化及吸附性能

张会均，欧阳晚秋，司宏宇，唐春红

(1.重庆工商大学 环境与资源学院，重庆 400067;2.重庆市特色农产品加工储运工程技术研究中心，重庆 400067;3.齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院能源研究所生物质气化技术重点实验室，山东 济南 250014)

茶饮料产量年均增长率16.8%,特别是牡丹花茶饮料功能性较强，有着广阔的市场空间,在生产过程中会产生大量的茶渣[1]，其含有丰富木质素、纤维素以及水不溶性膳食纤维，是一种良好的生物吸附剂原料[2-3]。近年来,国内外开展了大量茶渣生物吸附剂和茶渣碳质吸附材料的研究[4-7],为茶渣的资源化利用提供了一种途径。以茶渣为原料制备活性炭可用于吸附水中污染物、重金属去脱除、净化空气、作电极材料等[8-12]。活性炭的性能与制备条件和活化剂的选择有很大关系[13-15]。因此，本研究以牡丹花茶饮料茶渣为原料,碳酸钾法制备茶渣活性炭，考察剂料比、活化温度、活化时间对茶渣活性炭吸附性能的影响，为茶渣资源化利用提供理论数据及技术支持。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

K2CO3、I2、KI、HCl(36%～38%)、苯酚均为分析纯;茶渣,取自牡丹花茶饮料中试生产的末端废弃物，含水率20.71%，TS为79.29%，VS为95.39%。

SHZ-D循环水式真空泵;DHG电热恒温鼓风干燥箱;MFL-2000马弗炉;日立S-520电子显微镜;Zwy-110x30恒温水浴振荡器;PHSJ-4f pH计;UV2400型紫外可见光分光光度计。

1.2 茶渣活性炭制备

将茶渣烘干、粉碎、过40目筛网(<0.38 mm)后，放入鼓风干燥箱中保持105 ℃烘至恒重，储存于干燥器中。

活化剂K2CO3溶液浓度为2 mol/L。将茶渣与碳酸钾溶液按剂料比碳酸钾/茶渣1∶1.5混合，搅拌均匀，在室温下浸渍12 h。将混合物放入坩埚中，移至马弗炉中，升温速率为10 ℃/min，在600 ℃炭化活化1 h。……