[發明專利]一種濕法堆存處理蔗渣制備多孔性纖維材料的方法

在審

• 申請號: 201810736176.1
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN108999005A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 孫兵;張寶;劉玉新;梁星;單映真
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: D21B1/02
• 分類號: D21B1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種濕法堆存處理蔗渣制備多孔性纖維材料的方法，該方法以蔗渣為原料，對其進行濕法堆存處理，以調節蔗渣的表面積和孔徑分布制備多孔性纖維材料；其中濕法處理條件為：pH為5?8，液比為1:4?1:10，處理時間4天?24天，溫度15?30℃；本發明流程簡單，易于操作，綠色環保，處理后的原料平均孔徑控制在6.2?9.4nm之間，比表面積0.99?1.45 m²/g，2 nm?10 nm的孔隙比例分數大于58%；本發明通過調節濕法堆存處理時間，從而有效控制原料的孔徑分布和比表面積。

技術領域

本發明涉及一種濕法堆存處理蔗渣制備多孔性纖維材料的方法，屬于化工、建材、環保制漿造紙領域。

背景技術

按照國際規定，孔徑在2-50 nm范圍的多孔材料稱為介孔（中孔）材料；由于介孔材料具有允許分子進入更大的內表面和孔穴，因量子尺寸效應和界面耦合效應的影響而在物理和化學性能方面具有優良的特性，在許多領域有巨大的潛在應用前景，如提高壓制密度板、多孔纖維碳化制備高比表面積碳材料、作為吸附材料等材料的性能。

甘蔗渣具有優異的多孔性結構和低廉的成本，使得蔗渣被多位國內外學者應用于多種多孔材料的合成和制備；陳民生以甘蔗渣作為碳源，通過簡單且低成本的方法制備了具有分層的多孔結構和高比表面積的活性炭；潘建梅以甘蔗渣微生物質原料，在真空高溫條件下制備了具有分級多孔結構的生物形態木質陶瓷；孫兵采用漆酶對蔗渣原料進行處理，有利于改善原料的藥液滲透特性，提高后續氧堿蒸煮脫木素的選擇性。因此，甘蔗渣的合理開發利用對環境保護和促進工業的可持續發展具有重要的意義。

濕法堆存處理主要通過冷水抽提和自然接種的真菌等的作用脫除蔗渣原料中的木素、半纖維素等小分子，使得纖維表面形成更多孔洞，改變蔗渣原有的孔徑和比表面積；與其它處理方法相比，濕法堆存處理所需的條件較為溫和、操作簡便、節能環保，未見與本發明相關的報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種濕法堆存處理蔗渣制備多孔性纖維材料的方法，蔗渣原料通過人工除髓處理后進行濕法堆存處理，可有效調節蔗渣的表面積和孔徑分布。

本發明采用一種簡單方便且有效的處理方法對蔗渣進行制漿前的處理，可以有效的將原料孔徑和比表面積控制在一定范圍內，進而改善蔗渣多孔性纖維材料的應用。

本發明方法具體步驟如下：

（1）首先將堆存液用稀酸或稀堿調節pH值為5-8，然后將除髓后的絕干蔗渣原料與調節pH值后的堆存液按液比為1:4-1:10的比例混合均勻， 置于15-30℃下堆存4-24天；

（2）處理結束后，用自來水洗滌0-3次后，風干即得多孔性纖維材料。

所述蔗渣原料的除髓率為30％-45％。

所述堆存液為自來水或者工業用水。

所述稀酸為體積濃度0.1mol/L-1.0mol/L的硫酸、磷酸或醋酸等，稀堿為體積濃度為0.1mol/L-1.0mol/L的氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣等。

所述堆存過程中通過自然通風和噴淋15-45℃的自來水或工業用水的方式控制堆存物料的溫度在15-30℃。

所述液比：絕干原料重量(kg)與總液量體積(L)之比。

本發明的有益效果是：

（1）本發明所述蔗渣濕法堆存處理是一種節能環保的處理方式，且堆存液為自來水或工業用水，處理過程中所需條件較為溫和、操作簡便、節能環保；