[發(fā)明專利]一種利用廢花生殼制備氣凝膠的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510537999.8
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN105037786A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許愛榮;盧偉偉;吳峰敏;魏學(xué)鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08L97/00;C08L1/02;C08L5/14
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 羅民健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物質(zhì)氣凝膠制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用廢花生殼制備氣凝膠的方法。

背景技術(shù)

中國是世界花生生產(chǎn)大國，年總產(chǎn)量達(dá)1450萬噸以上，占世界總產(chǎn)量的42%，每年約產(chǎn)生450萬噸花生殼。目前，花生殼除了少部分被用作飼料外，大部分被扔掉和燒掉，造成資源的極大浪費(fèi)和環(huán)境污染。花生殼主要有纖維素、木質(zhì)素和半纖維素組成，其中纖維素的含量可以達(dá)到45%左右，木質(zhì)素的含量為32%左右，如果能對花生殼加以利用，則在資源再生與回收利用、變廢為寶等方面具有重要而積極的意義。

氣凝膠是一種多孔性材料，具有密度低、孔隙率高、比表面積大、孔隙尺寸小等特點(diǎn)。由于氣凝膠材料的優(yōu)良性能，氣凝膠材料已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域得到了重要的應(yīng)用。目前，制備生物質(zhì)氣凝膠的方法為LiCl/DMSO溶劑法，但是該方法所用溶劑有一定毒性和揮發(fā)性，是非綠色環(huán)保型溶劑，生物質(zhì)氣凝膠的制備過程中易造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了一種制備工序簡單、設(shè)備要求簡單、制備成本低的制備氣凝膠的方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的不足，所采用的技術(shù)方案是：一種利用廢花生殼制備氣凝膠的方法，包括以下步驟：

（1）、取花生殼在50-100℃溫度下干燥，然后粉碎過180目篩，得到花生殼粉末，備用；

（2）、取步驟（1）的花生殼粉末溶于1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽和N-甲基吡咯烷酮的混合溶液中，得到花生殼溶液；

（3）、將花生殼溶液轉(zhuǎn)移至模具中，置于-20℃到-100℃溫度下冷凍12-48h，然后向冷凍成型的花生殼凝膠中加水，洗掉花生殼凝膠中的溶劑，得到花生殼水凝膠；

（4）、將步驟（3）的花生殼水凝膠置于-10到-60℃溫度下冷凍6-24h，然后再轉(zhuǎn)移至冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，干燥后得到海綿狀、輕質(zhì)多孔的氣凝膠。

作為本發(fā)明一種利用廢花生殼制備氣凝膠的方法的進(jìn)一步優(yōu)化：所述1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽和N-甲基吡咯烷酮混合溶液中1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽的含量為10-70%。

作為本發(fā)明一種利用廢花生殼制備氣凝膠的方法的進(jìn)一步優(yōu)化：所述步驟（2）中，花生殼粉末溶于1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽和N-甲基吡咯烷酮混合溶液的溶解溫度控制在25-100℃。

作為本發(fā)明一種利用廢花生殼制備氣凝膠的方法的進(jìn)一步優(yōu)化：所述步驟（2）中得到的花生殼溶液中花生殼的濃度為1-4%。

有益效果

本發(fā)明以農(nóng)作物廢棄物花生殼為原料制備生物質(zhì)凝膠，實(shí)現(xiàn)了廢物再利用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，制備過程中使用到的溶劑為1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽和N-甲基吡咯烷酮的混合溶液，該溶劑溶解能力強(qiáng)、溶解溫度低、并且無腐蝕性，因而，氣凝膠的整個制備過程工序簡單，不需要使用耐腐蝕設(shè)備，制備成本較低，投資成本較低，實(shí)用性強(qiáng)，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化推廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制得的氣凝膠樣品的截面在掃描電鏡下圖像；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2制得的氣凝膠樣品的截面在掃描電鏡下圖像。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種利用廢花生殼制備氣凝膠的方法，包括以下步驟：

（1）、取花生殼在50-100℃溫度下干燥，然后粉碎過180目篩，得到花生殼粉末，備用；

（2）、取步驟（1）的花生殼粉末溶于1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽和N-甲基吡咯烷酮的混合溶液中，得到花生殼溶液（花生殼的濃度為1-4%）；

其中，1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽和N-甲基吡咯烷酮混合溶液中1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽的含量為10-70%；

其中，花生殼粉末溶于1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽和N-甲基吡咯烷酮混合溶液的溶解溫度控制在25-100℃；

（3）、將花生殼溶液轉(zhuǎn)移至模具中，置于-20℃到-100℃溫度下冷凍12-48h，然后向冷凍成型的花生殼凝膠中加水，洗掉花生殼凝膠中的溶劑，得到花生殼水凝膠；

（4）、將步驟（3）的花生殼水凝膠置于-10到-60℃溫度下冷凍6-24h，然后再轉(zhuǎn)移至冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，干燥后得到海綿狀、輕質(zhì)多孔的氣凝膠，將制得的氣凝膠樣品進(jìn)行截面的掃描電鏡檢測，結(jié)果如圖1所示。

實(shí)施例2

一種利用廢花生殼制備氣凝膠的方法，包括以下步驟：