[發明專利]一種抗生素菌渣制備高比表面積活性炭的方法

在審

• 申請號: 202210048511.5
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114229841A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 吳詩勇;魏瀟;吳幼青;黃勝
• 申請（專利權）人: 華東理工大學;寧夏大學
• 主分類號: C01B32/324
• 分類號: C01B32/324;C01B32/348;B01J20/20;B01J20/28
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 許佳

本發明公開了一種抗生素菌渣制備高比表面積活性炭的方法，屬于活性炭制備技術領域；所述方法包括以下步驟：對抗生素菌渣進行烘焙，得到烘焙生物炭，之后與堿液混合并干燥，然后進行熱解即得所述高比表面積活性炭；本發明通過烘焙技術，可以提高抗生素菌渣的燃料性質，為活性炭的制備提供良好的炭前驅體，并且通過進一步活化，可以制備高BET值的活性炭，對利用抗生素菌渣生產高價值附加產品和實現菌渣的資源化利用具有重要意義；采用本發明的方法制備得到的活性炭具有良好的孔結構，平均孔徑達到納米級，微孔占比可高達30％以上，比表面積可達2000m²/g左右，具有優異的吸附效果，對碘的吸附值可達2200mg/g以上。

技術領域

本發明屬于活性炭制備技術領域，具體涉及一種抗生素菌渣制備高比表面積活性炭的方法。

背景技術

抗生素菌渣是制藥行業中經微生物發酵后產生的廢棄物，據估算每生產一噸的抗生素大約有8-10噸的菌渣產生。

抗生素菌渣的主要成分為抗生素產生菌的菌絲體、未利用完的培養基、發酵過程中產生的代謝產物、培養基的降解物以及少量的抗生素等，具有產量大、含水率高和易腐敗等特點。若處理不當，則會造成嚴重的環境問題，如水污染、異味，特別是抗性基因的產生等。

傳統的抗生素菌渣處置方法是焚燒、填埋、堆肥等。燃燒會釋放二噁英等污染物，對環境和人體健康造成嚴重危害，填埋浪費土地資源，并且會伴有耐抗生素菌的產生。但抗生素菌渣中含有豐富的粗蛋白和一定含量的粗纖維和脂質，因此，是制備活性炭較好的原材料。

申請號為201110388856.7的專利采用K₂CO₃直接與青霉素或土霉素菌渣混合活化，制備出BET值為1000m²/g左右的活性炭；申請號為201810140010.3的專利采用含堿溶液浸漬抗生素菌渣，制備出富含微孔的活性炭。但是，目前采用抗生素菌渣制備得到的活性炭的比表面積仍然較低，吸附性能受限，因此，亟需研發一種利用抗生素菌渣制備具有更高表面積的活性炭的方法。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種抗生素菌渣制備高比表面積活性炭的方法。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

本發明提供了一種抗生素菌渣制備高比表面積活性炭的方法，包括以下步驟：對抗生素菌渣進行烘焙，得到烘焙生物炭，之后與堿液混合并干燥，然后進行熱解即得所述高比表面積活性炭。

進一步地，所述抗生素菌渣進行烘焙前還包括對抗生素菌渣進行干燥并研磨、過篩的操作。

進一步地，所述烘焙在惰性氣體氛圍下進行，以5℃/min升溫至230～290℃，并保溫60min。

進一步地，所述堿液為KOH溶液，所述烘焙生物炭與KOH的質量比為(1～4)∶2。

進一步地，所述熱解在惰性氣體氛圍下進行，以10～20℃/min的速率升溫至700～900℃，并保溫60～120min。

進一步地，所述熱解完成后還包括對所得生物炭洗滌至中性、抽濾和干燥的步驟。

進一步地，所述抗生素菌渣包括β-內酰胺類、大環內酯類、氨基糖苷類或四環素類抗生素菌渣。

本發明還提供了一種根據上述方法制備得到的生物炭。

本發明同時提供了上述生物炭作為吸附劑的應用。

進一步地，所述吸附劑應用于對碘的吸附中。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：