[發明專利]一種利用食用菌菌渣制備高效除磷活性炭的方法

有效

• 申請號: 202110417104.2
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113198418B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 王章鴻;秦坤;王志康;楊成;朱四喜
• 申請（專利權）人: 貴州民族大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/02;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 周晟

本發明涉及一種利用食用菌菌渣制備高效除磷活性炭的方法。該方法包括以下步驟：A、取食用菌菌渣，清除砂石和泥土，干燥，然后粉碎，過20?60目篩；B、將菌渣粉末與活化劑進行研磨混合，在惰性氣體保護下，在650?800℃下碳化活化1?3小時，冷卻，得到反應物固體；C、對反應物固體進行酸洗，然后用去離子水將其沖洗至中性，干燥，得干燥物；D、取干燥物，加入與相當于干燥物重量8?12倍的鑭離子溶液，在不斷攪拌狀態下干燥，然后在350?450℃下煅燒2?8小時后，即得。本發明使用方便，材料易取，成本較低，安全實用的特點。

技術領域

本發明屬于新興產業固體廢棄物資源化利用領域，具體涉及一種利用食用菌菌渣制備高效除磷活性炭的方法

背景技術

據統計，我國食用菌產量占全球總產量的75％，每年因此產生的食用菌菌渣超過6000萬噸。貴州的食用菌產業起步較晚，但近年作為扶貧產業被大力扶持，也得到蓬勃發展。2019年貴州省食用菌產量約為110萬噸，隨之而產生的食用菌菌渣就達175萬噸，隨著食用菌產業的快速發展，這一數目將進一步激增。食用菌菌渣作為新興產業的副產物，如何合理的處理和處置成了當前棘手的環境問題。

食用菌菌渣作為典型的生物質基固體廢棄物，天然富碳，綠色可再生，可作為制備碳材料，如活性炭等的優質原料。但目前利用食用菌菌渣制備活性炭的研究尚且有限，對于活性炭制備工藝的調控和潛在用途的探索更是十分欠缺。例如《Preparation ofactivated carbon from edible fungi residue by microwave assisted K2CO3activation-Application in reactive black 5adsorption from aqueous solution》(Xiao et al.,2012,Bioresource Technology)報道，食用菌菌渣以K2CO3為活化劑，在微波反應器中進行碳化活化，所得活性炭的比表面積和總孔容分別為683.76m²/g和0.591cm³/g。類似的，《一種食用菌菌渣生物炭的制備方法》(CN201911179545)將食用菌菌渣先后利用ZnCl₂和H₂SO₄+H₃PO₄混合溶液進行處理，然后水熱碳化，得到活性炭的比表面積為962m2/g。總體而言，目前所報道的食用菌菌渣活性炭的比表面積都相對較低，其原因可能在于傳統制備活性炭的方法，尤其是活化劑和反應工藝的選擇，適用于椰殼、劍麻、木屑、秸稈等生物質，而食用菌菌渣是生物質經過滅菌、食用菌生長等一系列過程后得到的副產物，在理化特性方面，食用菌菌渣應該與原生物質有極大的不同，從而導致傳統的活性炭制備工藝在食用菌菌渣的利用上不奏效。因此，需要基于食用菌菌渣特殊的理化特性針對性的開發合適的活化劑及活化工藝，才能得到比表面積大、孔隙發達、活性位點豐富的活性炭。另一方面，磷是引起水體富營養化的關鍵，減少含磷廢水(例如養殖廢水、農田退水和生活污水等)的輸入就能有效緩解水體富營養化。在諸多物理化學處理工藝中，吸附法因設備要求低、可操作性強，受到廣泛的關注。但目前，開發低廉、綠色又高效的吸附劑成為吸附法除磷的重要瓶頸。食用菌菌渣活性炭的吸附用途已經有研究者在探索，包括《利用食用菌渣制備高性能活性炭有機污染物吸附劑的方法》(CN201911007061.X)用于吸附有機物氯苯和二氯甲烷，《一種高效去除重金屬鉛和鎘平菇菌渣生物炭吸附劑的制備方法》(CN201710785849.8)用于吸附重金屬鉛和鎘。但總體而言，關于食用菌菌渣活性炭應用功能的開發相對有限，尤其在作為吸附劑去除水體中的重金屬、有機物、磷等的更是少。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用食用菌菌渣制備高效除磷活性炭的方法，該方法利用食用菌菌渣制備高效除磷活性炭，同時實現了食用菌菌渣這種新興產業固體廢棄物的資源化利用和低廉高效除磷活性炭吸附劑的開發，具有重要經濟意義和環境意義，具有巨大的市場前景。。

本發明的目的是通過下列的技術方案實現的：

所述的利用食用菌菌渣制備高效除磷活性炭的方法，包括以下步驟：