水稻秸秆生物炭制备硅酸钠及白炭黑工艺研究

为有效利用水稻秸秆富硅特性并解决水稻秸秆资源化利用问题,以水稻秸秆生物炭为原料,利用碱溶酸沉方法制备硅酸钠溶液并进一步生产白炭黑.通过单因素试验及中心组合设计响应面法分析硅酸钠溶液及白炭黑最佳制备条件.结果表明,在NaOH溶液浓度2 mol·L-1、液料比7 mL·g-1、反应温度90℃、反应时间4 h条件下水稻秸秆生物炭制得硅酸钠模数为0.69,SiO2溶出率为61.3％;在反应温度80℃、硫酸溶液浓度11％、反应终点pH 9,陈化时间2 h条件下制备的白炭黑纯度为94.68％.通过X射线衍射及红外光谱分析发现制备的白炭黑为无定形水合二氧化硅结构.优化水稻秸秆生物炭制备硅酸钠以及进一步生产白炭黑最佳反应条件,对水稻秸秆高效循环利用具有较高参考价值,为低模数稻秆基硅酸钠制备高纯度白炭黑提供理论依据和技术支撑,对水稻秸秆资源化利用具有积极作用.