[發明專利]一種以造紙污泥為原料制備負載納米Cu2

在審

• 申請號: 202011022696.X
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112125694A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 楊強強;程靜靜
• 申請（專利權）人: 蚌埠綠源創芯環保科技有限公司
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B33/132;C04B33/13;C04B33/04;C04B41/81
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 葉春娜

本發明公開一種以造紙污泥為原料制備負載納米Cu₂O/漆酶陶粒的方法及其應用：先將造紙污泥酶解、發酵，實現減量化、資源化、無害化，再與酚醛樹脂廢料混合燒結制備多孔陶粒，并進一步負載納米氧化亞銅和漆酶；所述的負載納米Cu₂O/漆酶陶粒在凈水有機廢水中的應用。本發明利用多孔陶粒浸漬吸附Cu²⁺，再通過有機物還原法負載納米氧化亞銅，賦予陶粒可見光催化性能，并進一步吸附、物理包埋漆酶，通過納米氧化亞銅與漆酶的復合，實現陶粒對有機廢水中污染物的吸附、光催化降解、生物酶解的一體化處理。

技術領域

本發明屬于污泥資源化再生技術領域，具體涉及一種以造紙污泥為原料制備負載納米Cu₂O/漆酶陶粒的方法及其應用。

背景技術

漆酶是一類含銅多酚氧化酶，其利用分子氧為電子受體將其還原成水，能催化氧化水體中多種難降解有機污染物，如酚類及其衍生物、苯胺及其衍生物、羧酸及其衍生物、有機磷化合物、生物色素、抗生素、多環芳烴、二噁英等。漆酶在環境修復的應用中得到學術界的高度認可和關注，但是單一生物酶降解存在催化效率低、穩定性差、受環境因素的影響較大、使用成本過高的問題，限制了漆酶在水處理領域的實際推廣應用。

氧化亞銅是直接帶隙的p型半導體材料，禁帶寬度為2.17eV，能在波長400～800nm的可見光下激發，在太陽光下就可進行光催化反應，被廣泛應用于環境污染治理領域。如申請號為CN201410064-521.3的專利，公開一種活性炭負載氧化亞銅光催化劑及其方法；如申請號為CN201710386395.7的專利，公開一種泡沫鎳負載氧化亞銅復合氧化石墨烯光催化劑的制備方法和應用；如申請號為CN201910-285261.5的專利，公開一種氮摻雜氧化亞銅光催化材料及其制備方法。

造紙污泥是在造紙過程產生的固體廢棄物，有機質含量高，包括脫墨污泥、初級污泥、二次污泥和混合污泥四種類型。目前，造紙污泥的主要處理方式為直接焚燒、填埋或者資源化再生利用等，其中，資源化再生利用方向主要為：肥料、動物飼料、吸附材料、建筑材料等，但現有資源化處理工藝無法實現造紙污泥的最大化利用，其中大量有機質未被充分利用，附加價值有待提高，且現有技術制備出的造紙污泥基陶粒吸附材料存在孔隙率低、吸附容量較低的問題。

基于以上所述，本發明提供一種以造紙污泥為原料制備負載納米Cu₂O/漆酶陶粒的方法及其在有機廢水凈化中應用，預先對造紙污泥酶解、發酵，市政污泥的有機質被充分利用，產生的酒精作燃料使用，實現減量化、資源化、無害化，提高造紙污泥的附加價值；預處理后污泥再與酚醛樹脂廢料混合燒結制備多孔陶粒，以酚醛樹脂廢料作為發泡劑，熱解產生甲烷、一氧化碳、二氧化碳等氣體，在陶粒組織中形成微孔，提高陶粒孔隙率，同時，酚醛樹脂廢料炭化又生成蜂窩狀碳粉，進一步提高陶粒的吸附、過濾分離性能，并進一步負載納米氧化亞銅和固定化漆酶，通過漆酶和納米氧化亞銅的協同催化降解效應，顯著提高陶粒材料的凈水性能。

發明內容

針對現有技術的不足之處，本發明的目的在于提供。

本發明的技術方案概述如下：

一種以造紙污泥為原料制備負載納米Cu₂O/漆酶陶粒的方法：先將造紙污泥酶解、發酵，實現減量化、資源化、無害化，再與酚醛樹脂廢料混合燒結制備多孔陶粒，并進一步負載納米氧化亞銅和漆酶；具體包括以下步驟：

S1：污泥的預處理：向造紙污泥加入0.1～0.3wt％復合酶，40～50℃攪拌處理6～12h，降溫至25～30℃，接種0.05～0.1wt％酵母菌，分階段發酵并收集乙醇后，并將發酵后污泥渣壓濾至含水量為55～65％，得到預處理后造紙污泥；

S2：制胚：按質量份將200份預處理后污泥與40～50份膨潤土、30～40份酚醛樹脂廢料、6～10份偶氮二甲酰胺混合均勻后，造粒，得到粒徑為5～8mm陶粒生胚；