[發明專利]一種過硫酸銨改性油茶殼生物炭材料的制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110900160.1
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113634225B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 雷廷宙;李輝;劉鵬;鄧佳欽;劉宇南;李艷玲;呼和濤力
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 王曉東

本發明制備得到的過硫酸銨改性油茶殼生物炭材料具有結構穩定、吸附能力強、生物兼容性好、實際應用價值高等優點，本發明制備得到的改性油茶殼生物炭材料能夠用于吸附水體中抗生素，且吸附去除效果顯著。本發明從油茶殼生物質原料為改性起點，利用過硫酸銨溶液活化油茶殼生物質粉末，后續進行熱解處理。熱解后獲得的生物炭材料相比于未經過硫酸銨處理的原始油茶殼生物炭材料具有更好的吸附性能，其對四環素的去除率可達99.9％以上。本發明在治理受污染水體方面也具有較高的應用價值，有著廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于吸附材料技術領域，涉及一種過硫酸銨改性油茶殼生物炭材料的制備方法及應用。

背景技術

四環素類抗生素是目前使用最廣泛、用量最大的抗生素種類之一，由于四環素類抗生素具有價格低廉、廣譜抗菌等特點使其在發展中國家很受歡迎。

四環素類抗生素根據用途可分為三類：養殖用四環素、醫用四環素和農用抗四環素。多項研究表明醫藥企業和醫院是環境中藥物最重要的來源之一，其具體途徑包括醫院丟棄的過期抗生素、經由患者糞便尿液排出的抗生素以及藥企在生產過程中流失的抗生素。四環素在農牧業中也是使用最頻繁的抗生素之一，但其在生物體中并不完全代謝。未完全代謝的TC約30％～90％排入水中，可能誘發多耐藥微生物基因，最終導致藥物失效，對人類健康構成威脅。此外，隨著污水中污染物濃度的增加，重金屬和有機污水的交叉污染，迫切需要找到一種有效的方法來凈化水體中的重金屬和有機物。

油茶在湖南是重要油料資源，產量很大。油茶殼是油茶果實加工茶油的副產品，一般占整個茶果鮮質量的50％～60％。目前其在茶油加工過程中主要被當作廢棄物丟棄或燃燒，不僅造成了資源的嚴重浪費，還增加了固體廢棄物污染。現在許多研究者逐漸將目光移向油茶殼的研究，使人們對油茶殼的高附加值利用有了新的認識。

油茶殼中含有豐富的木質素、多縮戊糖等物質，木質素的含量為52.15％，多縮戊糖的含量是30.27％，茶皂素和鞣質的含量分別為5.43％、2.47％。其中，纖維素，半纖維素，木質素等成分具有良好的吸附作用，可以制成生物吸附材料。但油茶殼其本身對抗生素的吸附能力不足，限制了油茶殼生物質在環境中的應用。

過硫酸銨溶液可以幫助生物炭開孔，并且過硫酸銨含有銨根和二硫酸根等酸性離子，其有助于增加生物炭表面的官能團。所以本發明嘗試使用過硫酸銨改性油茶殼生物質，提高油茶殼對抗生素的吸附能力。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

鑒于上述和/或現有技術中存在的問題，提出了本發明。

因此，本發明的目的是，克服現有技術中的不足，提供一種過硫酸銨改性油茶殼生物炭材料的制備方法和應用。

為解決上述技術問題，根據本發明的一個方面，本發明提供了如下技術方案：一種過硫酸銨改性油茶殼生物炭材料的制備方法和應用，包括：

對油茶殼進行清洗，烘干，破碎，研磨，過20～60目篩，得到前驅體；

用過硫酸銨溶液對前驅體進行活化后，放入反應釜中加熱并保溫，取出樣品烘干至恒重；

取烘干樣品于石英舟移至管式爐中，于N₂的氛圍下熱解，清洗，烘干，研磨過100目篩后得到過硫酸銨改性的油茶殼生物炭材料。

作為本發明所述過硫酸銨改性油茶殼生物炭材料的制備方法的一種優選方案，其中：所述活化，包括，

將前驅體與過硫酸銨溶液混合，于20～30℃下150rpm攪拌2h。