[发明专利]一种生物质颗粒活性炭及其制备方法

说明书

本发明公开一种生物质颗粒活性炭，包括以下重量份组分：果壳40‑50份、杂木屑25‑30份、甘蔗渣16‑24份、玉米秸秆17‑23份、牛粪18‑26份、粉煤灰38‑42份、膨润土16‑20份、硅藻土24‑28份、琥珀酸钠12‑16份、成孔剂5‑11份。上述生物质颗粒活性炭的制备方法如下：无氧条件下，驯化菌种，得到CO₂高产型发酵菌，并以之发酵生物质原料，将发酵产物与粉煤灰、膨润土、硅藻土混合，在成孔剂的作用下，烧结成炭，并采用琥珀酸钠进行浸渍、活化。本发明实现生物质废弃物的循环利用，生产出的活性炭比表面积和孔隙率可高达1186.9m²/g、71.8％，吸附能力和脱色能力优异，可广泛应用于环保、工业生产和农业生产领域。

技术领域

本发明涉及生物质废弃物循环利用技术领域，具体涉及一种生物质颗粒活性炭及其制备方法。

背景技术

生物质原料包括木质废弃物、农业秸秆、人畜粪便、制糖作物废渣、城市垃圾这五大类，主要用于农业肥料、牲畜饲料、生物燃料的生产、加工。近年来，生物质活性炭以其来源丰富、价格低廉、灰分含量低、热稳定性强等优势，广泛应用于环境修复、化学工业、食品工业等领域，现有技术，一般采用炭化、物理活化或化学活化的方法制备生物质活性炭，但成品活性炭的比表面积及孔隙数目仍难以达到较大阙值，吸附强度有待提高。

申请号为CN201610048010.1的专利，公开一种以山核桃壳-玉米秸秆为原料制备混合基生物质活性炭的方法，以氯化锌作为活化剂浸泡山核桃和玉米秸秆的混合生物质，再进行高温活化、酸洗，制出的活性炭中孔发达，但微孔较少，不易于脱色、重金属吸附及小分子物质的脱除，此外，该方法是工业生产或实验室制活性炭的常规方法，活性炭的比表面积较小、孔隙数目较少。申请号为CN201710588856.9的专利，公开一种以生物质为原料制备活性炭的方法及其制备的活性炭，以废旧纸屑和棉花作为生物质材料，与活化剂之间螯合作用生成凝胶，在高温热解活化处理后，凝胶内外形成大量孔洞结构，提高了活性炭比表面积，但是废旧纸屑和棉花在高温作用下，易生成大量灰分，有效成分含量降低，且该活性炭硬度较低。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种生物质颗粒活性炭及其制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种生物质颗粒活性炭，包括以下重量份组分：

果壳40-50份、杂木屑25-30份、甘蔗渣16-24份、玉米秸秆17-23份、牛粪18-26份、粉煤灰38-42份、膨润土16-20份、硅藻土24-28份、琥珀酸钠12-16份、成孔剂5-11份。

优选的是，所述果壳包括椰壳、核桃壳、杏壳的一种或多种。

优选的是，所述杂木屑包括以下重量百分数的组分：竹屑30-45％、杨树木屑20-30％、松树木屑35-40％。

优选的是，所述成孔剂包括碳酸氢铵、碳酸镁、磷酸铵的一种或多种。

本发明还提供上述生物质颗粒活性炭的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：粉碎果壳、杂木屑、甘蔗渣、玉米秸秆、牛粪至60-100目，加入7-13wt％发酵菌，25-33℃下，覆盖薄膜密封静置4-6d，得到鼓泡发酵产物；

步骤二：向粉煤灰、膨润土、硅藻土及鼓泡发酵产物的混合物中加入成孔剂，匀质后，在60-80KPa氮气条件下，以8-12℃/min升温至300-500℃，保温烧结4-6h，制得多孔炭；

步骤三：将多孔炭置于浓度为0.4-0.8mol/L的琥珀酸钠中浸渍3-6h，在650-750℃、0.1MPa氮气环境中，活化至失重率达25-30％，制得活性炭；