[發明專利]一種餐廚垃圾制備鐵/碳納米復合材料的方法

無效

• 申請號: 201210004986.0
• 申請日: 2012-01-05
• 公開（公告）號: CN102527695A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 張付申;吳倩芳
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及大量產生的餐廚垃圾的處理處置，屬于環境保護與資源綜合利用領域的固體廢棄物處理新技術，尤其適合于有機類固體廢棄物的處理和高附加值資源化利用。

背景技術

目前，我國餐飲業和家庭廚房大量產生的餐廚類垃圾的主要處理手段是混入一般生活垃圾焚燒、填埋或進行生物轉化生產沼氣、作飼料等。焚燒法處理餐廚垃圾減容減量效率明顯，但由于餐廚垃圾含水率高，熱值較低，燃燒時需添加輔助燃料需要消耗大量的能量；垃圾填埋造成的垃圾圍城現象越來越突出，填埋場地日益緊缺，并且垃圾滲濾液污染地下水的問題也越來越被人們所關注，因此填埋方式并不適合用于餐廚垃圾的處置；生物轉化法的周期比較長，再加上餐廚垃圾中伴有塑料包裝材料等難以生物降解的成分使這類垃圾的生物轉化受到較大程度的限制。因此，開發高效、潔凈的餐廚垃圾資源化處理技術具有重要的現實意義。

鐵/炭納米復合材料由于炭的負載作用使得納米鐵不易團聚，同時保持了納米鐵粒徑小，比表面積大等優點，在磁、催化、選擇吸附、電池等領域有著廣泛的用途。目前關于鐵/炭復合納米材料的制備方法有很多，主要有化學沉淀法、浸漬法、氣相沉積法等。這些方法基本上都采用純碳水化合物作為原料，制備工藝手段復雜，生產成本高昂，不利于工業化推廣。餐廚垃圾由于含水率高，易降解有機組分豐富，不當的處理處置方法如意引起二次污染和資源浪費。本發明針對餐廚垃圾難以處理及鐵/炭復合納米材料生產工藝的不足，利用餐廚垃圾作為碳源，采用水熱炭化的方法直接炭化負載制備鐵/炭納米復合材料。方法簡便，工藝穩定可靠，成本低廉，二次污染小，易于工業推廣。

發明內容

本發明針對目前我國餐廚垃圾量大、處理技術匱乏、再生循環利用困難的現狀，提供一種餐廚垃圾水熱法合成負載型納米復合材料的方法，實現這類廢棄物的該附加值循環利用。其特征是：將餐廚垃圾經簡單預處理后，在特定的催化劑催化條件下實施水熱處理，反應完畢后分離、清洗、干燥即得產品，合成過程中的水可以循環利用。具體工藝包括以下幾個步驟：

1、將餐廚垃圾中大塊骨頭及塑料分離去除，然后放入水熱反應釜中，根據需要可以將原材料進行破碎。

2、向反應釜中添加水分，調整原料的固液比為(0.5-1)∶10，攪拌均勻后加蓋密封，在80-100℃條件下加熱反應釜30-60分鐘，使餐廚垃圾充分糊化，然后停止加熱。

3、打開反應釜蓋，向反應釜中迅速加入硝酸鐵或氯化鐵或硫酸鐵的鹽溶液，鐵鹽的加入量按每公斤餐廚垃圾干物質重0.50-1.0摩爾計算；攪拌均勻后加蓋密封，迅速升高溫度至180-200℃，保持2-24小時后停止加熱。

4、待反應釜冷卻至室溫后，過濾分離固液兩相，并用一定量的水洗滌固相產物，在80-105℃溫度下干燥，得到鐵/炭納米材料復合體；液相回流到反應釜循環利用。

上述工藝具有操作簡便，流程短，效率高，所需試劑劑少等優點。該工藝所述的反應在密閉容器內進行，可以有效控制氣味的擴散，水分循環利用，避免了污水的產生，產品可以用做催化材料和功能吸附材料，具有良好的應用前景。

下面結合說明書附圖和實施方案進一步闡述本發明的內容。

附圖說明

圖1是餐廚垃圾制備鐵/碳納米復合材料的工藝流程圖。

圖2是用餐廚垃圾制備的鐵/碳納米復合材料的透射電子顯微鏡(TEM)照片，其中a、b是合成產品的照片，c、d是除碳后剩余骨架的照片，顯示復合材料呈現出殼核式的微米球及納米線結構。

具體實施方式

下面給出的實施例擬對本發明作進一步說明，但不能理解為是對本發明保護范圍的限制，該領域的技術人員根據上述本發明的內容對本發明做出的一些非本質的改進和調整，仍然屬于本發明的保護范圍。

實施例1：

一種餐廚垃圾制備鐵/碳納米復合材料的方法，具體包括下列步驟：