鸡腿菇菌渣多孔碳吸附剂及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112691640A(43)申请公布日2021.04.23(21)申请号202011420769.0(22)申请日2020.12.07(71)申请人天津大学地址300354天津市津南区海河教育园区雅观路135号(72)发明人林法伟玉洪迪陈冠益颜蓓蓓程占军崔孝强宋英今(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人王江选(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)B01D53/02(2006.01)权利要求书1页说明书8页(54)发明名称鸡腿菇菌渣多孔碳吸附剂及其制备方法和应用(57)摘要一种鸡腿菇菌渣多孔碳吸附剂及其制备方法和应用，该制备方法包括将鸡腿菇菌渣和活化剂混合形成混合浆液进行水热反应；将水热反应得到的固体干燥后热解，得到所述鸡腿菇菌渣多孔碳吸附剂。本发明摸索出了磷酸铵活化工艺，同时对比了水热耦合低温热解的促进作用；磷酸铵水热结合低温热解炭产率能够达到64.84％，且对于苯和二氯乙烷的吸附容量高达85.7mg/g‑biomass和128.8mg/g‑biomass；对比不同热解温度，发现低温热解活化更易保持完整的碳骨架以及杂原子保留；水热炭化对碳骨架具有固定化作用，而且可以有效保留N/P杂原子，磷酸铵的交联作用在热解活化过程可有效保护碳骨架，最终得到较高的炭产率。CN112691640ACN112691640A权利要求书1/1页1.一种鸡腿菇菌渣多孔碳吸附剂的制备方法，包括：S1、将鸡腿菇菌渣和活化剂混合形成混合浆液进行水热反应；S2、将水热反应得到的固体干燥后热解，得到所述鸡腿菇菌渣多孔碳吸附剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述活化剂包括磷酸铵、磷酸、尿素中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述活化剂与鸡腿菇菌渣的质量比为(2至4)∶1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述水热反应的反应温度为100至180℃，反应时间为6至12h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的鸡腿菇菌渣先经过干燥步骤再和活化剂混合；步骤S1中所述干燥温度为60至100℃；干燥时间为6至24h；步骤S1中所述干燥后的鸡腿菇菌渣的含水量为5至10％。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的鸡腿菇菌渣先过20至40目筛后再和活化剂混合。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述热解温度为500至900℃，热解时间为1至3h。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中热解结束后对所述鸡腿菇菌渣多孔碳吸附剂进行酸洗；所述酸洗步骤中酸与活化剂的摩尔比为1∶(1至2)。9.一种鸡腿菇菌渣多孔碳吸附剂，采用如权利要求1至8任一项所述的制备方法得到。10.如权利要求9所述的鸡腿菇菌渣多孔碳吸附剂在VOCs吸附领域的应用。2CN112691640A说明书1/8页鸡腿菇菌渣多孔碳吸附剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于生物质固废资源利用及大气污染控制技术领域，尤其涉及一种鸡腿菇菌渣多孔碳吸附剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着城市化和工业化进程加快，国民经济的迅速发展，挥发性有机化合物VOCs(VolatileOrganicCompounds)的排放量急剧增加。VOCs排放来源广泛，主要包括工业源、农业源、交通源和天然源等。其中，工业源VOCs排放为主要排放源，占总排放源的50％以上，预计2020年排放量能达到2446万吨。工业烟气VOCs排放种类繁多、成分复杂、具有强毒性、易随环境区域变化，成为复合型复杂污染问题。VOCs的排放直接或间接的危害人体健康和大气环境质量，VOCs会导致人体眩晕、疲劳、恶心、人体机能、致癌甚至死亡。此外，VOCs在大气中易与SO2和NOx等污染组分进一步反应，诱发二次气溶胶、PM颗粒物和臭氧的生成，被认为是造成雾霾的重要因素。VOCs的治理刻不容缓，目前VOCs的治理手段主要包括吸附法、焚烧法、催化氧化法、等离子法、冷凝法、膜分离法以及吸附催化氧化、吸附燃烧法等。其中，吸附法因适用范围广、工艺简单、去除效率高成为工业中应用最为广泛的治理手段，常被用于烟气VOCs的脱除和废气VOCs治理的起始步骤。工业VOCs吸附活性炭主要采用煤质原料通过干馏‑脱灰‑炭化‑活化或者热解活化(物理活化)的方法获得，耗费宝贵的化石燃料资源，吸附效果不够理想。生物质来源广泛、易获得、可调控，在惰性气氛下经过热解活化产生高度芳香化的碳质材料，具有超高比表面积、优良孔结构和丰富官能团等特点。作为微生物处理后的生物质废弃物食用菌渣存在巨