[發(fā)明專利]一種超高性能生物質(zhì)基香蕉皮導(dǎo)向活性炭VOCs吸附劑的制備方法及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110813240B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁愛華;沈旭華;楊福;陳海豐;劉建峰;楊振;何映潼
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué);江蘇科技大學(xué)海洋裝備研究院;上海外高橋造船有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 南京創(chuàng)略知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32358
• 代理人: 嚴(yán)靖

本發(fā)明涉及一種超高性能生物質(zhì)基香蕉皮導(dǎo)向活性炭VOCs吸附劑的制備方法及其應(yīng)用，將香蕉皮切成碎片洗滌干凈后，先對其進(jìn)行高溫碳化制備成生物炭；然后將其與KOH按照比例進(jìn)行混合，隨后再進(jìn)行高溫活化，得到最終的香蕉皮生物炭。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明以香蕉皮為碳源，利用KOH作為脫水劑，制備得到的香蕉皮生物炭具有超高的比表面積和孔容，對VOCs氣體具有超高的吸附能力；本發(fā)明所采用的原料來源充足、生產(chǎn)成本低、材料制備工藝簡單、容易操作、再生性好、吸附性能好；實(shí)現(xiàn)了廢棄香蕉皮的高效利用，解決了廢棄香蕉皮處理問題，提高了生物炭資源利用效率，拓展了生物炭在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于吸附材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超高性能生物質(zhì)基香蕉皮導(dǎo)向活性炭VOCs吸附劑的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

香蕉是世界上最重要的四種水果之一，中國是世界上香蕉產(chǎn)量最大的國家之一。在香蕉加工業(yè)的發(fā)展過程中，也產(chǎn)生了大量的香蕉皮等廢棄物。由于香蕉皮占香蕉總重量的40%，所以有必要將其加以利用。生物炭是一種很有應(yīng)用潛力的吸附劑，將廢棄生物資源綜合利用，達(dá)到變廢為寶的目的。

如今，工業(yè)化的發(fā)展極大地改善了人們的生活，促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展。但與此同時(shí)，它也造成了一系列嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile OrganicCompounds ，以下簡稱 VOCs ）是城市光化學(xué)污染的主要原因。它們還會(huì)導(dǎo)致人類癌癥和呼吸道疾病。由于其對環(huán)境和人類健康的雙重危害，已成為一個(gè)全球性的環(huán)境保護(hù)問題，越來越受到各國政府的重視。為了有效解決VOCs帶來的空氣污染問題，各國共同制定了《哥德堡議定書》，嚴(yán)格規(guī)定了VOCs的排放限額。因此，開發(fā)有效的VOCs去除技術(shù)成為一個(gè)重要的研究熱點(diǎn)。生物炭材料因碳源的來源易得，制備工藝簡單，性能優(yōu)良引起了社會(huì)的關(guān)注，最近幾年更是廣泛應(yīng)用在超級電容器、廢水處理等領(lǐng)域，如專利CN 109126714 A公開了一種TiO₂/SiO₂–香蕉皮生物炭復(fù)合吸附材料制備方法及其制成的吸附材料，其包括：將香蕉皮清洗，烘干，粉碎，過篩，得粉末狀材料，與磷酸溶液混合振蕩，過濾，烘干，制得磷酸改性香蕉皮粉末；采用溶膠凝膠法將TiO₂和SiO₂負(fù)載在改性的香蕉皮生物炭表面，制得TiO₂/SiO₂–香蕉皮生物炭復(fù)合吸附材料，利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物香蕉皮制備生物炭，原料豐富，變廢為寶，且制備方法工藝簡單，成本低，制得的復(fù)合吸附材料對除草劑二氯喹啉酸吸附效果顯著，復(fù)合材料中具有光降解有機(jī)污染物的TiO₂，在解決吸附能力的同時(shí)，可利用該復(fù)合吸附材料對二氯喹啉酸的吸附與光催化降解協(xié)同，該發(fā)明合成方法相對復(fù)雜，可重復(fù)性低，且不適用于大氣環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種合成方法簡單，不會(huì)危害環(huán)境，可重復(fù)性強(qiáng)的超高性能生物質(zhì)基香蕉皮導(dǎo)向活性炭VOCs吸附劑的制備方法及其應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種超高性能生物質(zhì)基香蕉皮導(dǎo)向活性炭VOCs吸附劑的制備方法，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：所述制備方法包括如下步驟：

步驟1：將香蕉皮切碎，并用蒸餾水洗凈，清洗后放入100 ～120 ℃的烘箱，過夜烘干；

步驟2：將步驟1烘干后的香蕉皮放入管式爐進(jìn)行高溫碳化；

步驟3：將高溫碳化后的香蕉皮研磨粉碎至20-100目的粉末狀，制得香蕉皮生物炭；

步驟4：將香蕉皮生物炭與KOH以不同的堿碳質(zhì)量比混合均勻；

步驟5：將混合后的堿碳混合物放入管式爐，進(jìn)行高溫活化，結(jié)束后取出，進(jìn)行洗滌過濾，得到濾液和濾渣；

步驟6：步驟5得到的濾渣放入100 ～120 ℃烘箱，過夜烘干之后，即得到生物炭VOCs吸附劑。

進(jìn)一步地，所述步驟2中高溫碳化的碳化條件溫度為300～500 ℃，碳化時(shí)間為1～3 h。