[發明專利]一種利用堿性生物炭從園林垃圾中提取芳香化合物的方法

在審

• 申請號: 201710227416.0
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN107413812A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 劉樂;鞠美庭;李龍;李鐘波;張士秋;李維尊
• 申請（專利權）人: 南開大學;天津市拉貝爾實驗室設備有限公司
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00;C07B63/00;C07C37/68;C07C39/00;C07C45/78;C07C47/00;C07C51/42;C07C65/00
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技術領域

本發明涉及生物質處理技術領域，尤其是一種利用堿性生物炭從園林垃圾中提取芳香化合物的方法。

背景技術

隨著城市化進程的加快以及城市園林綠地面積的持續增加，園林垃圾的數量急劇增長，給城市環境帶來了巨大的壓力。面對日益增多的園林垃圾，如何合理處置這類城市固體廢棄物，實現生物質資源的高效循環利用以及城市可持續發展，是現階段亟待解決的問題和研究的熱點。園林垃圾是一類生物質材料，包括：枯枝落葉、樹枝修剪物、草坪修剪物、雜草、種子和殘花等。園林垃圾中含有大量的木質素，以及纖維素和半纖維素等有機物，將其作為一種再循環資源進行資源再利用，是解決能源危機和資源危機、減少碳排放，實現可持續發展的有效途徑。

園林垃圾中含有大量的木質素，是芳香類物質的重要來源，開發利用園林垃圾能夠獲得芳香醇、芳香醛和芳香酸等高附加值的產品。目前，對于園林垃圾這類木質素含量較高的生物質資源，其降解轉化技術均存在效率低、催化劑等反應耗材成本高和工藝污染嚴重等不足。因此，研究經濟高效的園林垃圾處置技術，創建環境友好的生物質降解轉化方法勢在必行。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種利用堿性生物炭從園林垃圾中提取芳香化合物的方法，該方法通過堿性生物炭催化，將園林垃圾轉化為芳香化合物，為其資源化利用提供了基礎。

本發明的技術方案：

一種利用堿性生物炭從園林垃圾中提取芳香化合物的方法，包括以下步驟：

1）將園林垃圾粉碎成100目的粉末；

2）向園林垃圾粉末上浸漬鈣、鎂等堿土金屬鹽溶液，充分混合均勻；

3）將混合物在500-700℃，高溫煅燒2-3h，制備堿性生物炭；

4）向高壓反應釜中先后加入園林垃圾粉末和堿性生物炭，其質量比為5-10:1；

5）向高壓反應釜中加入乙醇-雙氧水-水（體積比1:1:1）溶液，其中園林垃圾粉末與混合溶液的用量比為1g/15ml-1g/50ml；

6）啟動高壓反應釜，控制反應壓力為0.1-0.5MPa，維壓60-120min；

7）將堿性生物炭取出，用蒸餾水洗滌回收保存；

8）固液分離，取液相即得到芳香化合物產物。

本發明的優點是：

1）本發明利用城市園林垃圾制備生物炭，拓展了園林垃圾的資源化路徑；通過向生物炭上引入鈣、鎂等堿土金屬組分，實現生物炭的結構轉變和定向改性，提高了生物炭對的催化性能；

2）通過在園林垃圾處理過程中加入堿性生物炭，優化反應條件，實現了溫和環境下園林垃圾生物質高效降解以及向芳香化合物的資源轉化，同時堿性生物炭可回收再利用，減少了生產原料的消耗；

3）本發明所需設備簡單、工藝簡便，且不會造成附加的環境危害，實現了園林垃圾的高效利用，提高了生物質資源利用效率，解決了園林垃圾難于降解、再利用的難題，具有極其深遠的社會意義和經濟價值。

具體實施方式

本發明通過以下實施例進一步詳述，但本實施例所敘述的技術內容是說明性的，而不是限定性的，不應依此來局限本發明的保護范圍。

實施例1：

一種利用堿性生物炭從園林垃圾中提取芳香化合物的方法，包括以下步驟：

1）將園林垃圾粉碎成100目的粉末；

2）向園林垃圾粉末上浸漬鈣、鎂等堿土金屬鹽溶液，充分混合均勻；

3）將混合物在500-700℃，高溫煅燒2-3h，制備堿性生物炭；

4）向高壓反應釜中先后加入園林垃圾粉末和堿性生物炭，其質量比為5-10:1；

5）向高壓反應釜中加入乙醇-雙氧水-水（體積比1:1:1）溶液，其中園林垃圾粉末與混合溶液的用量比為1g/15ml-1g/50ml；

6）啟動高壓反應釜，控制反應壓力為0.1-0.5MPa，維壓60-120min；

7）將堿性生物炭取出，用蒸餾水洗滌回收保存；

8）固液分離，取液相即得到芳香化合物產物。

實施例2：

一種利用堿性生物炭從園林垃圾中提取芳香化合物的方法，包括以下步驟：

1）將園林垃圾粉碎成100目的粉末；

2）向園林垃圾粉末上浸漬鈣、鎂等堿土金屬鹽溶液，充分混合均勻；

3）將混合物在500-700℃，高溫煅燒2-3h，制備堿性生物炭；

4）向高壓反應釜中先后加入園林垃圾粉末和堿性生物炭，其質量比為5-10:1；