[發(fā)明專利]一種酒糟生物炭及其制備方法和應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011100366.8
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112169759A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 廖學品;程佳麗;袁月;肖霄
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10;C02F101/16
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 陳秋夢

本發(fā)明公開了一種酒糟生物炭及其制備方法和應用，涉及固體廢棄物資源化領域。其包括如下步驟：將酒糟與改性劑混合，熱解得到酒糟生物炭；改性劑選自金屬鹽。通過改性劑對酒糟改性，改性后制得的酒糟生物炭對氮磷的吸附能力有了大幅的提升，改性劑改性后的酒糟生物炭表面粗糙度更大。本發(fā)明為酒糟的資源化利用提供了新的思路，同時也為氮磷的回收利用提供了一種新的生物炭。

技術領域

本發(fā)明涉及固體廢棄物資源化領域，具體而言，涉及一種酒糟生物炭及其制備方法和應用。

背景技術

我國是白酒生產(chǎn)和消費大國，年產(chǎn)白酒量超過1億噸。酒糟是釀酒過程中原料經(jīng)發(fā)酵蒸餾出酒后留下的主要副產(chǎn)物，每生產(chǎn)1噸白酒，大約產(chǎn)生3-4噸酒糟。酒糟是大中型釀酒企業(yè)不可回避的重大問題，實現(xiàn)其資源化利用將有助于釀酒行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。酒糟主要含有纖維素、木質(zhì)素、淀粉、蛋白質(zhì)、維生素，以及豐富的醇類、酸類、酯類和芳香類等成分。此外，酒糟水分含量大、酸度高，易發(fā)生腐爛、變質(zhì)，造成環(huán)境污染。

與此同時，隨著工業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展，氮、磷等引起富營養(yǎng)化的關鍵物質(zhì)的排放量也急速增加。磷作為一種不可再生資源，目前我國的磷資源已經(jīng)不能滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要。因而水處理的脫氮除磷已開始轉向回收氮、磷資源并將其資源化利用。生物炭吸附氮和磷并將其回收利用受到越來越多研究者的關注。

生物炭是以生物質(zhì)為前驅體，在完全缺氧或限氧的反應器中進行熱分解而產(chǎn)生的具有較高穩(wěn)定性的固體物質(zhì)。因生物炭具有孔隙率結構豐富、比表面積大、化學性質(zhì)穩(wěn)定、表面有豐富的表面官能團等性質(zhì)，被廣泛用于污染控制和環(huán)境修復。

鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種酒糟生物炭及其制備方法和應用以解決上述技術問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種酒糟生物炭的制備方法，其包括如下步驟：將酒糟與改性劑混合，熱解得到酒糟生物炭；

改性劑選自金屬鹽。

酒糟作為富含有機質(zhì)、含氧基團的生物質(zhì)原料，可作為生物炭的制備原料，即作為生物炭的前驅體。

發(fā)明人開創(chuàng)性的提出了以酒糟為主要原料制備酒糟生物炭，并將其用于氮磷吸附，這樣既可以實現(xiàn)酒糟的資源化利用，又可以實現(xiàn)氮磷的資源回收利用。

在提出上述發(fā)明構思后，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)直接以酒糟為唯一原料制備生物炭，制得的生物炭對氮磷的吸附能力差。經(jīng)過大量的實驗摸索，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)以改性劑對酒糟改性后的酒糟生物炭表面粗糙度增加且金屬含量明顯提高，對氮磷的吸附能力也有了大幅的提升。本發(fā)明為酒糟的資源化利用提供了新的思路，同時也為氮磷的回收利用提供了一種新的生物炭。

酒糟與改性劑的混合方式，可以是浸漬、噴霧接觸、噴淋接觸等混合方式中的任意一種。

在本發(fā)明應用較佳的實施例中，上述金屬鹽選自鎂鹽、鐵鹽、鎳鹽和鈷鹽中的至少一種；

優(yōu)選地，鎂鹽選自氯化鎂、硫酸鎂和硝酸鎂中的至少一種；

優(yōu)選地，鐵鹽選自氯化鐵、硫酸鐵和硝酸鐵中的至少一種；

優(yōu)選地，鈷鹽選自氯化鈷、硫酸鈷和硝酸鈷中的至少一種。

在其他實施方式中，鎂鹽、鐵鹽、鈷鹽還可以是其他的金屬鹽，并不限于本發(fā)明提供的上述幾種類型的金屬鹽。只要能起到改性作用，提升生物炭的氮磷吸附能力均在本申請的保護范圍內(nèi)。

經(jīng)發(fā)明人大量試驗驗證得出，改性劑選自氯化鎂制得的酒糟生物炭的氮磷吸附能力更優(yōu)，而改性劑選自氯化鐵、硫酸鈷制得的酒糟生物炭的氮磷吸附能力要弱于氯化鎂的改性的酒糟生物炭。

在本發(fā)明應用較佳的實施例中，上述酒糟為酒糟粉末，每克酒糟粉末與10-20mL改性劑溶液混合；