CN104984733A - 一种废菌棒水热生物质炭吸附材料的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废菌棒水热生物质炭吸附材料的生产方法，其步骤包括：将废菌棒粉碎成60-80目废菌棒粉，再对废菌棒粉在强酸性条件下进行水热反应制备水热生物质炭；将上述得到的水热生物质炭用无机碱活化后即得到活化水热生物质炭吸附材料。本发明工艺简单、原料成本低、吸附量大。本方法制得的吸附材料可以应用于阳离子染料的吸附治理，并具有良好的处理效果。本发明不仅实现了废菌棒资源的回收利用，并且得到了廉价、高效的新型吸附剂，促进环保事业的发展。
Description
技术领域
本发明属于生物质炭吸附材料制备以及环境污染治理领域，特别涉及一种以废菌棒为主要材料进行水热炭化制备生物质吸附材料的生产方法，具体是无机强酸催化水热炭化废菌棒制备生物质炭吸附材料的生产方法。
背景技术
废菌棒是人工大棚栽培或工厂化生产后的食用菌菌棒，已经采收不到食用菌或者虽然可以开发部分新菇，但产量及效益已经非常低，没有利用价值的废弃物。这种菌棒被普遍认为已不再出菌，营养和生物学生长潜力已经耗尽，已经没有经济价值。
现食用菌生产普遍采用了工厂化生产方式，原料生产、菌棒制作、菌棒管理、发菌、采收等工序均在工厂里进行，规模较大，所产生的废菌棒数量也相当多。对于这种废菌棒，大多数情况下废菌棒被丢弃在河边、路两旁、田间地头，既浪费木材资源，又占用大量土地，而且对环境也造成污染。怎样将废弃旧菌棒变费为宝，进行资源化循环利用，找到一种经济、高效、生态、环保、可持续的资源循环利用的处理办法具有十分重要的现实意义。因此，利用废弃旧菌棒，通过水热炭化反应，制备成生物质吸附剂，用于吸附有毒有害物质，既实现菌棒废弃物资源化利用，缓解资源不足，符合绿色循环经济发展战略，又解决了环境污染问题，无疑，具有十分重大的社会经济效能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸附性能良好的废菌棒水热生物质炭吸附材料的生产方法。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种废菌棒水热生物质炭吸附材料的生产方法，按下列步骤进行：
(1)将废菌棒用自来水洗涤，烘干，然后粉碎成碎末，过60-80目筛；
(2)水热生物质炭制备：将90重量份的60-80目废菌棒粉和9-35重量份无机强酸置于250-400重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在180-240℃条件下反应6-24小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性，即得到水热生物质炭；
(3)活化水热生物质炭制备：将步骤(2)得到的水热生物质炭与3-8重量份无机碱和200-350重量份水混合，室温搅拌0.5-10h后、抽滤、洗涤至中性后烘干。
所述的废菌棒水热生物质炭吸附材料的生产方法，步骤(2)中所述的无机强酸为浓盐酸或浓硫酸中任一种或两种强酸的混合物，其最优选浓盐酸。
所述的废菌棒水热生物质炭吸附材料的生产方法，步骤(3)中所述的无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾任一种或两种无机碱的混合物。
本发明采用无机强酸作为水热炭化的催化剂，使废菌棒炭化程度变大，炭化产物密度变小。制取的废菌棒水热生物质炭吸附材料对阳离子染料亚甲基蓝的吸附容量可以达到486mg/g以上，对高浓度的500mg/L亚甲基蓝，固液比为1∶4g/L时，脱色率可以达99.7％以上，而对应未加酸的水热生物质炭对亚甲基蓝的吸附容量仅为188mg/g。将作为环境污染物的废菌棒改性成吸附率高的水热生物质炭吸附材料，对阳离子染料具有良好的吸附性能，有利于应用到工业废水的处理等领域，且变废为宝，极大地提高了废菌棒的附加值。
附图说明
图1是本发明实施例1所得的样品对亚甲基蓝的等温吸附线图。
图2是本发明实施例1所得的样品对亚甲基蓝的脱色率图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
表1实施例1-8原料配比(重量份)
实施例1(对照上表中对应实施例1与重量份配比值)，按如下按下列步骤进行制备：
(1)将废菌棒用自来水洗涤，烘干，然后粉碎成碎末，过60-80目筛；
(2)水热生物质炭制备：将90重量份的60-80目废菌棒粉和31重量份浓度为37％浓盐酸置于350重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在200℃条件下反应20小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性，即得到水热生物质炭；
(3)活化水热生物质炭制备：将步骤(2)得到的水热生物质炭与4.8重量份氢氧化钠和220重量份水混合，室温搅拌1h后、抽滤、洗涤至中性后烘干。
需说明的是实施例1为最佳实施例，其余实施例2-8均各对照表中对应实施例的原料和配比值，按实施例1相同方法制得。
现以实施例1所得样品为例，对亚甲基蓝吸附情况见图1。图1是本发明实施例1所得样品在室温下吸附亚甲基蓝的量，在平衡时，以吸附容量对平衡浓度作图，得到的等温吸附线，图中的吸附容量表示每克吸附剂吸附亚甲基蓝的量。图2是本发明实施例1所得样品在室温下对亚甲基蓝的脱色率图，亚甲基蓝的初始浓度为500毫克/升、体积为50毫升。
本发明以废菌棒为原料是原作废弃物处理的废菌棒粉碎成60-80目粉状物，既有利于堆放，又可使反应更充分，效果更好。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种废菌棒水热生物质炭吸附材料的生产方法，其特征在于，按下列步骤进行：
(1)将废菌棒用自来水洗涤，烘干，然后粉碎成碎末，过60-80目筛；
(2)水热生物质炭制备：将90重量份的60-80目废菌棒粉和9-35重量份无机强酸置于250-400重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在180-240℃条件下反应6-24小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性，即得到水热生物质炭；
(3)活化水热生物质炭制备：将步骤(2)得到的水热生物质炭与3-8重量份无机碱和200-350重量份水混合，室温搅拌0.5-10h后、抽滤、洗涤至中性后烘干。
2.如权利要求1所述的废菌棒水热生物质炭吸附材料的生产方法，其特征在于，步骤(2)中所述的无机强酸为浓盐酸或浓硫酸中任一种或两种强酸的混合物，其最优选浓盐酸。
3.如权利要求1所述的废菌棒水热生物质炭吸附材料的生产方法，其特征在于，步骤(3)中所述的无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾任一种或两种无机碱的混合物。
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