[發明專利]一種以固體廢棄物為原料制備多孔材料的方法

有效

• 申請號: 201410636030.1
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104478472A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 張蕾
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于多孔材料制備技術領域，具體涉及一種以固體廢棄物為原料制備多孔材料的方法。

背景技術

多孔材料是一類包含有大量孔隙的材料。所謂多孔材料，須具備以下兩個要素：一是多孔材料中包含有大量的孔隙；二是所含孔隙能夠滿足某種或多種設計要求，以達到所期待的使用性能指標。多孔材料的應用廣泛，可作為過濾材料應用于污水處理、食品及飲料加工、醫藥衛生、環境保護等諸多行業；可作為建筑材料發揮自身重量輕、保溫隔熱、隔音、運輸使用方便等優點，能夠取代傳統的建筑材料；可作為環境材料用于消聲、隔熱、吸附有毒有害氣體、處理廢水、減少汽車尾氣排放等環保領域。因此多孔材料具有非常廣泛的開發前景，諸多行業的技術人員非常重視多孔材料的研究和開發工作。

另一方面，隨著煤炭行業和玉米深加工產業的高速發展，產生了粉煤灰、煤矸石粉、玉米皮、糖化污泥等大量的固體廢物，這些廢物的產生不僅占用大量農田，而且造成環境的破壞與污染，更可惜的是浪費了大量寶貴的可再利用資源。因此，研制開發一種以固體廢物為原料制備多孔材料的方法，是一項具有重要意義和挑戰性的課題。

玉米皮又稱為玉米苞葉，是果實玉米棒外的外包皮，其成本低廉、來源廣泛且易于加工，另外，玉米皮含有三維網狀結構，可以作為成孔材料。然而目前玉米皮大多應用于鍋爐燃料、動物飼料、手工編織等方面，應用范圍狹窄，科技含量低下，造成了資源的嚴重浪費。

傳統的玉米制糖工藝的生產過程中，玉米經粉碎后產生的玉米乳經過緩沖罐后進入液化反應器，液化后產生的液化糖漿經冷卻后送入糖化罐進行糖化，糖化后產生的糖化液經過濾去除蛋白質、脂肪和其他不溶物后進入蒸發器進行濃縮，最后制備葡萄糖液，通常情況下，在過濾糖化液的過程中會加入硅藻土作為過濾介質以更好的實現過濾，因此濾渣中含有蛋白質、脂肪、其他不溶物以及硅藻土，該濾渣對人畜雖然無直接毒害，但若直接排入水體，會大量消耗水中溶解氧，使水體生態受到破壞，危機農業、漁業和人類的正常生活。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種以固體廢棄物為原料制備多孔材料的方法。該方法以煤基工業廢料為支撐材料，以糖化污泥為粘結材料，以玉米皮為成孔材料，經過混合、陳腐、壓制、焙燒等一系列工藝過程制得多孔材料，該多孔材料多為中孔和大孔的塊體，可用于吸附材料，煙氣脫硫、脫硝治理過程中的催化劑及載體，環保吸聲材料、輕質陶瓷等眾多領域。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種以固體廢棄物為原料制備多孔材料的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將玉米皮和糖化污泥分別依次進行干燥、粉碎和過篩處理，得到玉米皮粉和糖化污泥粉；所述糖化污泥為玉米制糖工藝中產生的糖化液過濾后的濾渣經烘干后得到的產物；

步驟二、將煤基工業廢料和步驟一中所述糖化污泥粉混合均勻，得到混合粉體，所述混合粉體中煤基工業廢料的質量百分含量為10％～40％，余量為糖化污泥粉；所述煤基工業廢料的平均粒徑不大于150μm；

步驟三、將去離子水、步驟一中所述玉米皮粉和步驟二中所述混合粉體按質量比(20～50)：(0.2～1)：100混合均勻，得到坯料；

步驟四、將步驟三中所述坯料置于恒溫箱中進行陳腐處理，然后將陳腐處理后的坯料壓制成型，得到成型坯料；

步驟五、將步驟四中所述成型坯料進行干燥處理，然后將干燥處理后的成型坯料進行焙燒處理，自然冷卻后得到多孔材料；所述焙燒處理的溫度為900℃～1100℃，時間為2h～4h。

上述的一種以固體廢棄物為原料制備多孔材料的方法，其特征在于，步驟一中所述糖化污泥粉的含水率為8％～10％。

上述的一種以固體廢棄物為原料制備多孔材料的方法，其特征在于，步驟一中所述玉米皮粉和糖化污泥粉的粒度均為100～200目。

上述的一種以固體廢棄物為原料制備多孔材料的方法，其特征在于，步驟二中所述煤基工業廢料為粉煤灰或煤矸石粉。

上述的一種以固體廢棄物為原料制備多孔材料的方法，其特征在于，步驟三中所述去離子水、玉米皮粉和混合粉體的質量比為(30～40)：(0.4～0.8)：100。

上述的一種以固體廢棄物為原料制備多孔材料的方法，其特征在于，所述去離子水、玉米皮粉和混合粉體的質量比為35：0.6：100。

上述的一種以固體廢棄物為原料制備多孔材料的方法，其特征在于，步驟四中所述陳腐處理的溫度為25℃～35℃，時間為12h～24h。