一、技术背景

我国虾类资源极为丰富，虾仁加工业比较发达，在加工虾仁过程中，势必会产生大量的虾壳废弃物。这些废弃虾壳有一部分加工成饲料，仅少量用来提取虾青素、甲壳素、氨基酸等，而大部分没有被充分利用，这样既造成浪费，又污染了环境。随着我国出口冷冻虾仁数量的增加，对于在加工过程中产生的大量废弃物虾壳综合利用日益显得迫切。虾壳外观如图1所示。

图1 虾壳外观图

活性炭作为一种多孔性的碳吸附材料，具有孔隙结构发达、比表面积大和吸附性能优良的性质，广泛应用于食品工业、制药工业中的杂质去除、脱色、水处理、环境污染的治理及工业催化剂的载体等。传统的活性炭原料是木材、果壳和优质煤，木材虽是可再生资源，但其生长周期长，受环境保护和生态平衡的制约，不可能大量地用作活性炭原料；近几年，木屑资源短缺也日趋严重。因此不断开发活性炭生产的原料、探索新的工艺条件、增加新品种是我国乃至世界活性炭工业发展的重要任务。

二、技术原理

采用磷杂化新工艺制备活性炭吸附剂，以虾壳为基础原料，利用磷酸低温煅烧改性而得。制备方法具体步骤为：将100g虾壳浸泡于500mL1.0~2.0mol/L的氢氧化钠中12h，用去离子水水洗至中性并过滤，获得的片状固体再浸泡在300mL1.0~2.0mol/L的盐酸溶液中，90℃下加热4h，再去离子水水洗至中性，过滤后并在120℃下烘干24h得到前驱体；将前驱体浸泡于200mL60%的硫酸中，在90℃下溶解4~8h后，将得到的悬浮液沉降，过滤，洗涤至中性，再烘干24h得到黑色粉末；将上述黑色粉末浸没于20mL浓磷酸中，将其置于马弗炉中，550℃下活化2h得到目标产物；再去离子水水洗至中性，经24h烘干后，碾磨得到黑色磷杂化活性炭粉末。黑色磷杂化活性炭粉末外观如图2所示。

图2 黑色磷杂化活性炭粉末外观

三、应用影响

虾壳是一种廉价的可再生资源，虾壳的主要成分为矿物质元素、蛋白质和甲壳素，其中虾壳中的有机组分可以作为碳源。本技术是选用废弃的虾壳作为生物质碳源，利用溶液辅助-低温碳化法制备多孔活性炭，以实现资源再利用、保护环境。