[發(fā)明專利]一種具有高吸附量及穩(wěn)定性的活性炭材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010030548.6
• 申請(qǐng)日: 2018-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN111153404B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐珊珊;陳光;陳四季;陳歡;孫旸;蘇瑛杰;于瀟瀟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B32/348
• 分類號(hào): C01B32/348;C01B32/324
• 代理公司: 重慶晶智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50229
• 代理人: 李靖

一種具有高吸附量及穩(wěn)定性的活性炭材料的制備方法是以玉米秸稈為原材料，分別經(jīng)過粉碎、與無(wú)機(jī)培養(yǎng)液混合、滅菌、接種培養(yǎng)、高溫碳化、與復(fù)合堿研磨混合、高溫活化、洗滌、干燥等步驟實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明不僅可以解決玉米秸稈廢物處理的問題，還提供了一種對(duì)羅丹明b具有高吸附量的活性炭材料，對(duì)羅丹明b平衡吸附容量為1333.32mg/g，約為市售商品粉末活性炭的6倍，同時(shí)也是傳統(tǒng)KOH活化方式制備的秸稈碳材料的吸附容量的兩倍，吸附性能好，材料穩(wěn)定性好。

本發(fā)明是專利申請(qǐng)?zhí)?01810339040.7、發(fā)明名稱為“一種微生物制備玉米秸稈多級(jí)孔活性炭材料的方法”的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳材料領(lǐng)域，具體涉及一種微生物法制備多級(jí)孔活性炭材料的方法。

背景技術(shù)

活性炭是一種吸附能力很強(qiáng)的功能性碳材料。其具有特殊的微晶結(jié)構(gòu)、孔隙發(fā)達(dá)、比表面積巨大，因此被作為優(yōu)良的吸附劑，具有物理吸附和化學(xué)吸附的雙重特性，可 以有選擇的吸附液相和氣相中的各種物質(zhì)，以達(dá)到脫色精制、消毒除臭和去污提純等 目的，已廣泛應(yīng)用于食品、飲料、醫(yī)藥、水處理、氣體凈化與回收、化工、冶煉、國(guó) 防、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)生活的方方面面。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的逐 步提高，人們對(duì)食品、藥品、飲用水的安全性、純凈度等生存環(huán)境提出更高要求，活 性炭的市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大。據(jù)已知文獻(xiàn)報(bào)道，玉米秸稈主要組成成分為纖維素、半纖 維素、木質(zhì)素以及少量灰分。而隨著玉米總產(chǎn)量逐年提升，玉米秸稈產(chǎn)量與存量仍在 與日俱增。來(lái)源廣，價(jià)格便宜，一直是玉米秸稈作為可再生工業(yè)原料的優(yōu)點(diǎn)。黑曲霉， 半知菌亞門，絲孢綱，絲孢目，叢梗孢科，曲霉屬真菌中的一個(gè)常見種。廣泛分布于 世界各地的糧食、植物性產(chǎn)品和土壤中。是降解纖維素、半纖維素的典型的代表菌株。 目前市場(chǎng)上銷售的商品活性炭生產(chǎn)成本較高，銷售價(jià)格昂貴，且吸附效果不夠理想， 特別是對(duì)于羅丹明b的針對(duì)性不強(qiáng)，吸附性能較差；另一方面還存在放置穩(wěn)定性不好 使得吸附性能下降的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有高吸附量及穩(wěn)定性的活性炭材料的制備方法。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的：

一種具有高吸附量及穩(wěn)定性的活性炭材料的制備方法，其特征在于，它是以玉米秸稈為原材料，分別經(jīng)過粉碎、與無(wú)機(jī)培養(yǎng)液混合、滅菌、接種培養(yǎng)、高溫碳化、與 復(fù)合堿研磨混合、高溫活化、洗滌、干燥等步驟實(shí)現(xiàn)。其中所述接種培養(yǎng)即相當(dāng)于利 用微生物進(jìn)行造孔，所述與復(fù)合堿研磨混合即相當(dāng)于堿造孔。接種培養(yǎng)步驟中所用微 生物為黑曲酶，所述復(fù)合堿是由氫氧化鈉與氫氧化鉀混合而得。所述黑曲酶購(gòu)于中國(guó) 工業(yè)微生物菌種保藏管理中心，編號(hào)2106；所述復(fù)合堿是氫氧化鈉與氫氧化鉀按質(zhì)量 比1:1混合均勻制得。所述接種培養(yǎng)步驟中黑曲霉菌與玉米秸稈的質(zhì)量比為1:50～100。 所述無(wú)機(jī)培養(yǎng)液是包括下列重量配比的原材料組成：硫酸銨2.0份、磷酸二氫鉀2.0份、 硫酸鎂0.3份、氯化鈣0.3份、氯化鈉0.5份、硫酸亞鐵0.005份、硫酸錳0.016份、氯化 鋅0.017份，加純化水稀釋定容使得硫酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2％。

上述無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)液具體制備是取硫酸銨2.0g、磷酸二氫鉀2.0g、硫酸鎂0.3g、氯化鈣0.3g、氯化鈉0.5g、硫酸亞鐵0.005g、硫酸錳0.016g、氯化鋅0.017g，取上述無(wú)機(jī) 鹽，加入純化水溶解并定容到1L。

一種具有高吸附量及穩(wěn)定性的活性炭材料的制備方法，按如下步驟：

1.粉碎：

取玉米秸稈進(jìn)行粉碎，過80目篩子，備用；

2.與無(wú)機(jī)培養(yǎng)液混合：

取步驟1中處理好的玉米秸稈，按固液比為1:2.5～3.0(即10g秸稈加入25～30ml無(wú) 機(jī)鹽培養(yǎng)液)加入無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)液(g/L)；

3.滅菌：

取步驟2制得的中間品進(jìn)行滅菌，設(shè)置溫度121℃，滅菌時(shí)間20min；