毛发两性活性炭的制备及表征

仁青卓玛，李海朝，张净净，杨小波

(青海民族大学 青藏高原资源化学与生态环境保护实验室，青海 西宁 810007)

活性炭表面官能团和孔结构与原料和制备方法密切相关。活性炭的原料一般为植物质或煤质，还有动物生物质废弃物如骨、血等。毛发的97%左右是角蛋白(含碳量约50%)，其他组成包括微量元素、水分等[1-2]，而纤维素中含碳量44%，从碳元素含量上看毛发可以作为制备活性炭的原料[3-5]。此外，除人的毛发，动物的毛发也具有很大的利用空间[6]。蛋白质是动物生物质废弃物的主要组分之一，是天然含氮的原料。本文拟通过毛发(天然含氮生物质原料)，制备同时含有氮官能团(碱性)和氧官能团(酸性)的两性活性炭。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

头发(收集于西宁市某理发店)；氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、盐酸、磷酸、亚甲基蓝、碘、碘酸钾、硫代硫酸钠、碘化钾、淀粉等均为分析纯。所有试剂直接使用未经过进一步处理；实验用水均为去离子水。

NICOLET IS10红外光谱仪；miniX比表面积和孔结构仪；SHA-c型恒温振荡仪；KRATOS Analytical Ultra型X射线光电子能谱仪；SX马弗炉。

1.2 毛发两性活性炭的制备与表征

1.2.1 活性炭制备 将原料(头发)用温水反复清洗去除杂物，然后将洗净的头发放置于干燥箱(75 ℃)内烘干。待头发彻底干燥后，用剪刀将其剪成2～5 cm小段备用。将备用样品与浓度为85%磷酸按1∶2浸渍比(头发与磷酸的质量比)浸渍12 h后，在马弗炉内，以100 ℃/h的升温速度到600 ℃高温炭化1 h，将得到的样品活性炭在室温下冷却后用去离子水反复清洗直至滤液的pH值接近中性后，经抽滤、干燥、研磨、称重后装袋备用。……