[發(fā)明專利]一種可吸附重金屬的鮟鱇魚骨生物炭材料的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710899492.6
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107617416A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王亞寧;宋文東;紀(jì)麗麗;郭建;蔡璐;應(yīng)知偉;林藝鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江海洋大學(xué)
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)11465
• 代理人: 姜海榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物炭材料的制備方法，具體涉及一種可吸附重金屬的鮟鱇魚骨生物炭材料的制備方法，屬于魚類加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

魚骨是魚體中軸骨、附肢骨及魚刺的總稱，通常占到魚的體重的10％～15％，含有豐富的鈣元素、膠原蛋白、軟骨素等營養(yǎng)成分。但是魚骨作為魚類加工業(yè)的副產(chǎn)品，通常同其他加工下腳料一起被丟棄或僅作為肥料、飼料，造成資源的浪費(fèi)。生物炭是一種廢棄物資源化利用的產(chǎn)物，作為新型環(huán)境功能材料,生物炭以其優(yōu)良的環(huán)境效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)成為環(huán)境科學(xué)等學(xué)科研究的前沿?zé)狳c(diǎn)。目前生物炭原料研究主要集中在植物果殼，秸稈等含木質(zhì)纖維素高的材料，而對魚骨等加工副產(chǎn)品研究較少。鮟鱇魚俗稱蛤蟆魚、海蛤蟆，其具有極高的營養(yǎng)、食用與藥用價(jià)值，在世界范圍內(nèi)廣受歡迎，近年來隨著鮟鱇魚需求的增加，其產(chǎn)量也大幅增加，經(jīng)產(chǎn)業(yè)化加工后的鮟鱇魚產(chǎn)生的大量魚骨均作為下腳料被廢棄，既污染環(huán)境,又造成資源大量浪費(fèi)。故如何將鮟鱇魚魚骨高效的開發(fā)利用成生物炭是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對鮟鱇魚魚骨的開發(fā)利用不足的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可吸附重金屬的鮟鱇魚骨生物炭材料的制備方法，將鮟鱇魚魚骨制備成可吸附重金屬的生物炭材料極大地提高了魚骨的利用價(jià)值。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種可吸附重金屬的鮟鱇魚骨生物炭材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為：

(1)取切段解凍后的魚骨，加入蒸餾水直至淹沒，加熱100℃攪拌30min，過濾并用蒸餾水進(jìn)行清洗，清除魚骨上的附肉，用粉碎機(jī)粉碎魚骨，過篩，得魚骨粉。

(2)取步驟(1)中所述魚骨粉分散在活化劑溶液中，在高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)后自然冷卻，真空過濾，80℃干燥12小時(shí)。

(3)將干燥后的魚骨粉置于電阻爐中，通入氮?dú)鉄峤?熱解過程結(jié)束后待魚骨炭粉自然冷卻至室溫后取出。

(4)取適量魚骨炭粉先用鹽酸洗滌后再用蒸餾水洗至中性，真空干燥12小時(shí)得到可吸附重金屬的魚骨生物炭材料。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明采用廢棄鮟鱇魚魚骨為原材料，經(jīng)過活化和熱解過程獲得鮟鱇魚魚骨生物炭材料，且鮟鱇魚魚骨生物炭材料具有平均粒徑小、比表面積高、吸附重金屬效率高的特點(diǎn)，提高了鮟鱇魚魚骨的利用率及經(jīng)濟(jì)價(jià)值，為魚骨資源的高效利用提供了新的途徑。

優(yōu)選的，步驟(1)中所述篩為20目。

采取上述優(yōu)選方案的有益效果為：保證了魚骨粉的平均粒徑均勻且有利于保證魚骨粉的分散度。

優(yōu)選的，步驟(2)中所述活化劑為氯化鋅、磷酸、氫氧化鈉中的一種。

優(yōu)選的，步驟(2)中所述活化劑濃度范圍為4-8mol/L。

采取上述優(yōu)選方案的有益效果為：活化劑具有催化脫羥基和脫水的作用，使得原料中的氫和氧以水蒸汽的形式放出，形成多孔性結(jié)構(gòu)，并且高溫下活化劑汽化，活化劑分子進(jìn)入碳內(nèi)部起骨架作用，碳的高聚物炭化后沉積在骨架上，用酸洗去氯化鋅后，碳就變成了具有高比表面積的多孔結(jié)構(gòu)活性炭，故溶液浸泡有利于擴(kuò)充材料微孔；

優(yōu)選的，步驟(2)中高壓反應(yīng)釜的反應(yīng)條件是先150～180℃反應(yīng)2～6h,再升溫至200～250℃反應(yīng)18～22h。

采取上述優(yōu)選方案的有益效果為：廢棄生物質(zhì)在水熱及裂解條件下各組分的降解主要受溫度的影響，可提取低分子有機(jī)物150-180℃發(fā)生水熱炭化；半纖維素在150-190℃發(fā)生醚鍵斷裂生成低聚糖和單糖而纖維素的水解炭化溫度較高，一般在220℃以上，采用兩步高壓水熱炭化可以充分溶解炭化不同的組分物質(zhì)，達(dá)最佳的炭化效果。

優(yōu)選的，步驟(3)中熱解過程通入氮?dú)饬魉贋?00mL/min。

優(yōu)選的，步驟(3)中熱解升溫速率為3～5℃/min，熱解溫度為700～900℃，熱解時(shí)間為3～5h。

采取上述優(yōu)選方案的有益效果為：氮?dú)夥諊心茏柚固继脊羌茉谘鯕庵斜谎趸蒀O₂而坍塌成大孔結(jié)構(gòu)，最大限度地保有生物質(zhì)原有的微小炭骨架結(jié)構(gòu)，故氮?dú)夥諊懈邷亓呀飧M(jìn)一步提高魚骨生物炭的比表面積，增加孔隙和孔容，為重金屬吸附提供更多的吸附位點(diǎn)，而且控制氮?dú)饬魉倥c熱解提升溫度速率，使反應(yīng)更加均勻穩(wěn)定。

優(yōu)選的，步驟(4)中所述鹽酸濃度為1mol/L。

具體實(shí)施方式

下面就本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。

如無特別說明，本發(fā)明中所采用的原料均可從市場上購得或是本領(lǐng)域常用的，如無特別說明，下述實(shí)施例中的方法均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。

實(shí)施例1