[发明专利]一种采用林业废弃物为原料的PM2.5过滤纸及其制备方法

说明书

本发明公开了一种采用林业废弃物制备PM2.5过滤纸的方法，通过该方法制备的PM2.5空气过滤纸不仅有效地利用林业废弃物中丰富的纤维原料，减少生物质能源的浪费，还能够应对当前日益严重的PM2.5空气污染，具有较高的社会经济价值。此方法制备PM2.5过滤纸的关键点包括林业废弃物的蒸煮制浆工艺和天然沸石改性工艺两个方面。选用林业废弃物进行蒸煮和磨浆，制成可以使用的未漂纸浆，再通过草酸改性的天然沸石为填料，抄制成纸。天然沸石是一种含水的架状结构、多孔硅铝酸盐矿物，通过酸改性后具有了强吸附性能，能够吸附PM2.5颗粒物。与其他PM2.5吸附材料相比，此方法制备的产品成本更低，技术难度更低，且不会产生二次污染，能够有效地利用废弃资源和天然矿物。

技术领域

本发明涉及林业废弃物的处理方法技术领域。

背景技术

我国每年在林业采伐和加工时会产生剩余废弃物约3.5亿吨，这些资源的可利用率达到50％以上，若将其开发成能源，相当于8000万吨石油资源。但是目前我国林业废弃物利用率很低，大量植物资源得不到充分利用而被废弃，这与我国建设资源节约型社会的目标相距甚远。而林业资源作为生物质能源的重要组成，必将在未来扮演更加重要的角色。

我国现行处理林业废弃物的主要方法是天然焚烧或焚烧发电，这不仅对环境造成污染，而且也是极大的资源浪费和损失。随着国家对节能减排的要求日益严格和企业环保意识的逐渐增强，如何科学使用废弃物资源，如何提高原料废弃物的使用率将成为重要的时代话题。

由于林业废弃物中含有丰富的纤维原料，我们拟将废弃的纤维原料通过制浆造纸工艺加工实现林业废弃物的再利用，减少了生物质能源的浪费；同时制备出的成品可作为空气过滤纸，进行PM 2.5吸附，对于应对当前日益严重的空气污染现状，有着重要意义。

随着PM2.5污染日益严重，我国民众逐渐开始使用市面上出售的PM2.5口罩。但市面上出售的口罩多为无纺布材料，价格较高。我国目前在PM2.5过滤材料的研发上仍处于落后阶段，许多工业用民用的过滤材料都需要从国外进口，而且价格十分昂贵。同时，我国到目前为止在以植物纤维为原料制备过滤材料方面还存在着较大的空白，尤其是在纸张过滤材料上,因此采用林业废弃物来生产PM2.5过滤纸具有良好的环境效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用林业废弃物为原料制备PM2.5过滤纸的方法，实现变废为宝。

为达上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种PM2.5过滤纸的制备方法，包含如下步骤：

(1)天然沸石改性：将预处理过的天然沸石加入浓度为0.5～1mol·L^-1的草酸溶液中，在75～85℃温度下，匀速搅拌2～3小时，过滤，采用清水洗涤，在100～105℃环境下烘干8～10小时，冷却后研磨至粒径为20～50μm，作为填料待用；

(2)制浆：按照硫化度25％～30％、用碱量15％～20％配制蒸煮药液，在蒸煮药液中加入林业废弃物粉末，调节蒸煮锅温度150～160℃，蒸煮1.5～2小时，制得所需浆料；对浆料进行洗涤、筛选、净化，再磨浆至打浆度25～32°SR；

(3)造纸：在步骤(2)制得的浆料中加入步骤(1)得到的填料，填料与浆料绝干重量比为5～10：90～95，混合均匀后再经抄纸、压榨、烘干后制得定量为60～120g/m²的PM2.5过滤纸。

进一步，步骤(1)所述的预处理是指将天然沸石进行清洗、过滤、烘干后再使用。

进一步，步骤(1)中天然沸石按固液比1～1.2:10～15g/ml加入草酸溶液中。

进一步，步骤(2)废弃物粉末控制固液比1～1.2:5～5.5加入蒸煮药液中蒸煮。