稻壳综合利用详解
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稻壳综合利用
我国稻谷年产量近2亿吨，居世界首位。
我国稻谷产区主要分布在长江中下游的 湖南、湖北、江西、安徽、江苏等地方。
稻壳作为稻谷加工后数量最大的副品， 占稻谷重量的18%~22%，据统计我国年 产稻壳在3800万t以上。
我国
小部分稻壳作为燃料、饲料， 大部分露天焚烧或废弃
1.浪费资源 2.污染环境
于加平等研究稻壳中绿原酸的提取：
10 g干燥的稻壳粉末 →索氏提取器→加 70％的甲醇水溶液 80 mL浸泡 2 h →在水浴锅上加热回流至无色，温度70℃ 左右→把回流液倒于蒸馏瓶中减压蒸馏至 30 mL→ 超声溶 解→用 0.2μm滤膜过滤→装于棕色容量瓶中放于冰箱
含量0.35%
稻壳发电
可燃成分达70%以上,发热量12. 5~14.6MJ/kg,约为标准煤的一半 国外意大利在20世纪三四十年代 我国起步晚：江苏、湖北、湖南、浙江、福建、广东、、江西、安徽、
袁金华等研究稻壳活性炭对红壤和黄棕壤 酸度的改良效果：
显著降低土壤酸度,增加土壤交换性盐基数量和盐基饱和度。
使土壤交换性铝、可溶性铝和有毒形态铝含量降低, 效缓 解酸性土壤地区铝对植物的毒害。
P型分子筛
马红超等研究稻壳灰合成P型分子筛：
取干燥稻壳与质量分数3%的盐酸按质量比1：11混合后煮 沸3.5 h, 冷却后用蒸馏水清洗pH=7,105℃干燥至恒重, 马弗 炉中520℃煅烧2.5 h得到稻壳灰,产率在13%左右。称6g稻 壳灰、NaOH,Al(OH)3及蒸馏水,混合均匀后投入三口烧瓶 中,在固定温度条件下回流搅拌一定时间, 冷却至室温后过 滤,滤饼用烘箱在105℃干燥至恒重后即制得分子筛。
高纯度二氧化硅的制备
李赢等制备纳米二氧化硅：
30nm 99.77% 无定性结构，颗粒均匀，分散性好
碳化硅的制备
美国Utah大学的Cutler明稻壳合成碳化硅
高容量锂离子电池的制备
George等以稻壳得到的含硅炭材料作负极, 金属锂作对电极, LiPF6作为电解液,测试电 池的首次放电容量是2 374 mA,经过5次循环 后,可逆容量仍为1 051 mA
氟硅酸钠的制备
延国宁等研究以稻壳为原料制取氟硅酸钠：
稻壳经500℃高温焙烧得稻壳灰→与萤石粉充分混合后装 入反应器中, 加入浓硫酸,立即有气相SiF4生成,导入吸收器 中用水吸收.40 min后不再有气泡产生结束→残渣加水少许, 过滤→滤液加入氟硅酸钠反应器,与NaCl溶液反应1 h生成 氟硅酸钠沉淀,过滤洗涤,经红外烘干得产品→98%以上
木糖的提取
木糖是一种戊醛糖,广泛应用于医药、化工、 食品等行业.由于它在体内的代谢与胰岛素 无关,不蛀牙,代谢的利用率低, 是糖尿病人 理想的甜味剂.
稻壳中也含有16%~22%的多缩戊糖
胡德荣等研究从稻壳中提取木糖的工艺： 原料加NaOH煮沸过滤预处理出去胶质和灰 尘→加浓硫酸煮沸水解将多缩戊糖变为木 糖→加氢氧化钙中和和活性炭脱色→减压 蒸馏浓缩→甲醇结晶
刘志军等研究炭化稻壳对水中硝基苯的吸附：700℃煅烧稻 壳对硝基苯的去除率高达99%
三：对聚丙烯酰胺的吸附作用 邵强等研究稻壳炭对聚丙烯酰胺的吸附：最大吸附容量25.71mg/g 四：对污水中铬的吸附能力研究 余梅芳等研究稻壳活性炭对污水中铬的吸附能力：最佳去除能力达
95.8%。 五：对甲醛的吸附作用： 孙德辉等研究稻壳活性炭对甲醛的吸附：最佳吸附能力可达149.57mg/3g
1.巨大的经济效益 2.对环境危害小
发达国家 活性炭，人造纤维，化工原料等
稻壳活性炭的制备
陈景华等研究在KOH作用下稻壳制备高比 表面积活性炭：
除杂洗净烘干→500℃炭化4h→选KOH为活 性剂+炭化稻壳研磨→放入真空氮气烧结炉 中从低温升至400℃预处理30min,再升至活 化温度下活化→研磨活化产物→过75μm标 准筛→洗涤至中性→120℃烘干
呈不规则状,孔径分布不均匀,颗粒表面光滑, 存在大量微孔结构,大孔结构相对较多,因而 具有很高的比表面积和很强的吸附能力。
样品的比表面积为2027.42m2/g
碘吸附值为1520.32mg/g,亚甲蓝吸附值为 3442.50mg/g
一：对海水中石油的吸附
曹晓禹等研究稻壳活性炭对海水中石油的吸附：稻壳活性 炭浓度0.0267g/mL吸附4小时，吸附率达80%。 二：对水中硝基苯的吸附
经XRD和SEM表征显示产物结晶度较高,且 颗粒精细无杂相。
钙离子交换容量达到每克P型分子筛可吸收 305.4 mg碳酸钙,可有效对水进行软化。
有序介孔二氧化硅材料的合成
侯贵华等用稻壳灰为硅源合成有序介孔二氧化硅材料： 洗净并浸泡12h→10%的HCl沸煮4h→100℃干燥→马弗炉
中540℃下裂解→白色细粉状稻壳灰(RHA) →HCl和RHA 的水溶液缓慢滴加到十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的水 溶液中,反应比CTAB:RHA:HCl:H2O=0.8:2:9:130→反应4h 后,移至装有聚四氟乙烯内衬的压力溶弹中于100℃水热处 理24h→洗涤、过滤、干燥→置于马弗炉中以2.5℃/min升 到540℃,并保温6h,得到介孔SiOwenku.baidu.com试样。
乙酰丙酸的制备
于志民等以调酸式催化水解稻壳制备乙酰 丙酸：得率在35%以上
糠醛的制备
马军强等研究稻壳制备糠醛： 选择干净、无霉变的稻壳,在105℃烘干后称
取100 g,加入7%硫酸水溶液600 g,一起投入 反应釜中。通入蒸气加热,升温到170℃, 开 通冷凝管采集糠醛,收集→糠醛得率达到理 论量的62%,比玉米芯生产糠醛得率提高了 12%。
总黄酮的分离纯化
蔡碧琼等利用大孔吸附树脂分离纯化稻壳 总黄酮：得到8.67g。
张羽男等研究稻壳中黄酮类化合物的微波 提取：
原料的预处理→称取40g干燥粉末→浸提剂 浸泡24h→微波法提取→冷却→抽滤→浓缩 →棕色容量瓶定容→避光保存备用。
最佳提取率达25%
绿原酸的提取
生理活性较强，抗菌抗病毒，抗艾滋病毒、 抗过敏、抗肿瘤、保肝利胆、止血、抗氧 化等功能，有植物“黄金”之美誉
我国稻谷年产量近2亿吨，居世界首位。
我国稻谷产区主要分布在长江中下游的 湖南、湖北、江西、安徽、江苏等地方。
稻壳作为稻谷加工后数量最大的副品， 占稻谷重量的18%~22%，据统计我国年 产稻壳在3800万t以上。
我国
小部分稻壳作为燃料、饲料， 大部分露天焚烧或废弃
1.浪费资源 2.污染环境
于加平等研究稻壳中绿原酸的提取：
10 g干燥的稻壳粉末 →索氏提取器→加 70％的甲醇水溶液 80 mL浸泡 2 h →在水浴锅上加热回流至无色，温度70℃ 左右→把回流液倒于蒸馏瓶中减压蒸馏至 30 mL→ 超声溶 解→用 0.2μm滤膜过滤→装于棕色容量瓶中放于冰箱
含量0.35%
稻壳发电
可燃成分达70%以上,发热量12. 5~14.6MJ/kg,约为标准煤的一半 国外意大利在20世纪三四十年代 我国起步晚：江苏、湖北、湖南、浙江、福建、广东、、江西、安徽、
袁金华等研究稻壳活性炭对红壤和黄棕壤 酸度的改良效果：
显著降低土壤酸度,增加土壤交换性盐基数量和盐基饱和度。
使土壤交换性铝、可溶性铝和有毒形态铝含量降低, 效缓 解酸性土壤地区铝对植物的毒害。
P型分子筛
马红超等研究稻壳灰合成P型分子筛：
取干燥稻壳与质量分数3%的盐酸按质量比1：11混合后煮 沸3.5 h, 冷却后用蒸馏水清洗pH=7,105℃干燥至恒重, 马弗 炉中520℃煅烧2.5 h得到稻壳灰,产率在13%左右。称6g稻 壳灰、NaOH,Al(OH)3及蒸馏水,混合均匀后投入三口烧瓶 中,在固定温度条件下回流搅拌一定时间, 冷却至室温后过 滤,滤饼用烘箱在105℃干燥至恒重后即制得分子筛。
高纯度二氧化硅的制备
李赢等制备纳米二氧化硅：
30nm 99.77% 无定性结构，颗粒均匀，分散性好
碳化硅的制备
美国Utah大学的Cutler明稻壳合成碳化硅
高容量锂离子电池的制备
George等以稻壳得到的含硅炭材料作负极, 金属锂作对电极, LiPF6作为电解液,测试电 池的首次放电容量是2 374 mA,经过5次循环 后,可逆容量仍为1 051 mA
氟硅酸钠的制备
延国宁等研究以稻壳为原料制取氟硅酸钠：
稻壳经500℃高温焙烧得稻壳灰→与萤石粉充分混合后装 入反应器中, 加入浓硫酸,立即有气相SiF4生成,导入吸收器 中用水吸收.40 min后不再有气泡产生结束→残渣加水少许, 过滤→滤液加入氟硅酸钠反应器,与NaCl溶液反应1 h生成 氟硅酸钠沉淀,过滤洗涤,经红外烘干得产品→98%以上
木糖的提取
木糖是一种戊醛糖,广泛应用于医药、化工、 食品等行业.由于它在体内的代谢与胰岛素 无关,不蛀牙,代谢的利用率低, 是糖尿病人 理想的甜味剂.
稻壳中也含有16%~22%的多缩戊糖
胡德荣等研究从稻壳中提取木糖的工艺： 原料加NaOH煮沸过滤预处理出去胶质和灰 尘→加浓硫酸煮沸水解将多缩戊糖变为木 糖→加氢氧化钙中和和活性炭脱色→减压 蒸馏浓缩→甲醇结晶
刘志军等研究炭化稻壳对水中硝基苯的吸附：700℃煅烧稻 壳对硝基苯的去除率高达99%
三：对聚丙烯酰胺的吸附作用 邵强等研究稻壳炭对聚丙烯酰胺的吸附：最大吸附容量25.71mg/g 四：对污水中铬的吸附能力研究 余梅芳等研究稻壳活性炭对污水中铬的吸附能力：最佳去除能力达
95.8%。 五：对甲醛的吸附作用： 孙德辉等研究稻壳活性炭对甲醛的吸附：最佳吸附能力可达149.57mg/3g
1.巨大的经济效益 2.对环境危害小
发达国家 活性炭，人造纤维，化工原料等
稻壳活性炭的制备
陈景华等研究在KOH作用下稻壳制备高比 表面积活性炭：
除杂洗净烘干→500℃炭化4h→选KOH为活 性剂+炭化稻壳研磨→放入真空氮气烧结炉 中从低温升至400℃预处理30min,再升至活 化温度下活化→研磨活化产物→过75μm标 准筛→洗涤至中性→120℃烘干
呈不规则状,孔径分布不均匀,颗粒表面光滑, 存在大量微孔结构,大孔结构相对较多,因而 具有很高的比表面积和很强的吸附能力。
样品的比表面积为2027.42m2/g
碘吸附值为1520.32mg/g,亚甲蓝吸附值为 3442.50mg/g
一：对海水中石油的吸附
曹晓禹等研究稻壳活性炭对海水中石油的吸附：稻壳活性 炭浓度0.0267g/mL吸附4小时，吸附率达80%。 二：对水中硝基苯的吸附
经XRD和SEM表征显示产物结晶度较高,且 颗粒精细无杂相。
钙离子交换容量达到每克P型分子筛可吸收 305.4 mg碳酸钙,可有效对水进行软化。
有序介孔二氧化硅材料的合成
侯贵华等用稻壳灰为硅源合成有序介孔二氧化硅材料： 洗净并浸泡12h→10%的HCl沸煮4h→100℃干燥→马弗炉
中540℃下裂解→白色细粉状稻壳灰(RHA) →HCl和RHA 的水溶液缓慢滴加到十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的水 溶液中,反应比CTAB:RHA:HCl:H2O=0.8:2:9:130→反应4h 后,移至装有聚四氟乙烯内衬的压力溶弹中于100℃水热处 理24h→洗涤、过滤、干燥→置于马弗炉中以2.5℃/min升 到540℃,并保温6h,得到介孔SiOwenku.baidu.com试样。
乙酰丙酸的制备
于志民等以调酸式催化水解稻壳制备乙酰 丙酸：得率在35%以上
糠醛的制备
马军强等研究稻壳制备糠醛： 选择干净、无霉变的稻壳,在105℃烘干后称
取100 g,加入7%硫酸水溶液600 g,一起投入 反应釜中。通入蒸气加热,升温到170℃, 开 通冷凝管采集糠醛,收集→糠醛得率达到理 论量的62%,比玉米芯生产糠醛得率提高了 12%。
总黄酮的分离纯化
蔡碧琼等利用大孔吸附树脂分离纯化稻壳 总黄酮：得到8.67g。
张羽男等研究稻壳中黄酮类化合物的微波 提取：
原料的预处理→称取40g干燥粉末→浸提剂 浸泡24h→微波法提取→冷却→抽滤→浓缩 →棕色容量瓶定容→避光保存备用。
最佳提取率达25%
绿原酸的提取
生理活性较强，抗菌抗病毒，抗艾滋病毒、 抗过敏、抗肿瘤、保肝利胆、止血、抗氧 化等功能，有植物“黄金”之美誉