[發明專利]一種光熱耦合降解生物質廢棄物的方法

有效

• 申請號: 201710083835.1
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN106824996B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 俎喜紅;孫樂樂;易國斌;劉洋汐;顏歡;蘇家華;劉曉純;張凱;張浩;林曦
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 張春水;唐京橋

本申請屬于生物質廢棄物降解技術領域，具體涉及一種光熱耦合降解生物質廢棄物的方法。本發明所提供的方法通過引入價格低廉的三價鐵鹽作為降解生物質廢棄物的氧化劑，降低了降解成本，而且在反應過程中無需苛刻的反應條件即可實現高效轉化，操作簡單；同時，本發明方法還利用光熱耦合效應，大大提高了三價鐵鹽斷裂生物質廢棄物化學鍵的能力，進而有效提高降解生物質廢棄物的效率，綠色環保，簡單高效，可廣泛應用于生物質廢棄物降解領域。

技術領域

本發明屬于生物質廢棄物降解技術領域，具體涉及一種光熱耦合降解生物質廢棄物的方法。

背景技術

近年來，煤、石油等不可再生資源日益枯竭，石化原料價格不斷上漲，因而人們開始尋找高效利用綠色可再生資源的途徑與方法。生物質資源作為一種分布廣泛、品種繁多、儲量豐富的可再生資源，成為未來可持續發展戰略中的主要資源，已引起世界各國的重視。因此，研究生物質資源高效化利用技術，開發環境友好的新能源和綠色化學品，順應了可持續發展和循環經濟的需求。

豐富的生物質資源在為人類服務的同時不可避免地會產生大量廢棄物，比如制糖工業的甘蔗渣。我國的甘蔗種植面積較大，產量高，名列世界第三，是生產燃料酒精和蔗糖的原料。然而，據統計，每生產出一噸的蔗糖，產生2～3噸的蔗渣。以2012-2013榨季為例，我國甘蔗產量約為12820萬噸，按計算，經過榨糖之后剩下的甘蔗渣(約占甘蔗的24％～27％)約達3200多萬噸。目前，這些甘蔗渣主要被用作造紙原料和鍋爐燃料，利用效率低下，資源浪費嚴重。另一方面，我國作為農業大國，每年產生大量生物質廢棄物。據統計，每年可收集玉米、水稻、小麥、棉花、油料等農作物秸稈的量約6.9億噸。作為肥料、飼料、食用菌基料以及造紙等用途共計每年約3.5億噸，但仍有3.4億噸未被合理利用，許多農民通過直接田間焚燒等方法處理，既浪費資源又污染環境。因此，研究開發甘蔗渣、玉米秸稈等生物質廢棄物的高效降解方法，為生物質資源的高效利用提供新途徑，使其變廢為寶，是我國國民經濟和社會發展迫切需要解決的關鍵技術問題，具有十分重要的現實意義和應用前景。

眾所周知，甘蔗渣、玉米秸稈等生物質廢棄物的結構復雜，含有大量穩定的碳碳鍵等化學鍵，難以通過貴金屬或其它常規催化劑進行分解，因此，如何使結構復雜的生物質廢棄物有效降解和利用一直是困擾人們的難題。目前，針對生物質的降解方法主要有物理法、化學法以及生物法。其中，物理法能耗非常大；生物法因需使用對溫度和環境敏感的酶催化使得其要求條件苛刻；化學法主要有酸處理法、堿處理法和離子液體處理法。酸處理法一般使用純酸進行處理，對工藝要求很高，且降解效率低；堿處理法所需處理時間較長，易產生大量的不可回收性鹽；離子液體處理法效果不錯，但是所需成本過高。可見，研究開發一種方法簡單、成本低且高效環保的降解生物質廢棄物方法具有重要意義和廣闊應用前景。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種光熱耦合降解生物質廢棄物的方法，具有低成本、簡單高效和綠色環保的優點。

本發明具體技術方案如下：

本發明提供了一種光熱耦合降解生物質廢棄物的方法，包括：

將三價鐵鹽、酸和生物質廢棄物混合，得到混合溶液；

將所述混合溶液在光照下加熱。

優選的，所述生物質廢棄物為甘蔗渣、大豆渣、小麥秸稈、玉米秸稈、玉米芯、果殼、果核、樹葉和木屑中的一種或多種。

優選的，所述三價鐵鹽為氯化鐵、硫酸鐵和硝酸鐵中的一種或兩種。

優選的，所述酸為鹽酸、磷酸、硫酸和硝酸中的一種或兩種。

優選的，所述反應液中所述三價鐵鹽的濃度為0.01～6mol/L，更優選為0.5～3mol/L，最優選為1～2mol/L；

所述酸的氫離子濃度為0.05～5.0mol/L，更優選為0.1～1mol/L，最優選為0.2～0.5mol/L；