[发明专利]一种用于降解甲醛的钢渣基生物质活性炭及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于降解甲醛的钢渣基生物质活性炭及其制备方法，属于固废资源利用领域。该钢渣基生物质活性炭包括生物质废弃物、钢渣、钢渣复合助磨剂、磷酸、无水乙醇、盐酸和水。所述生物质废弃物为果壳、果核、秸秆中的一种或多种；所述钢渣为热闷渣、电炉渣和风碎渣中的一种或多种。本发明利用钢渣与生物质废弃材料进行复合制备钢渣基生物质活性炭，利用钢渣中含有的金属氧化物对生物质废弃材料进行改性处理，拓展了钢渣与生物质废弃材料的高附加值应用，实现“以废治危”的新思路；同时相对于目前将钢渣与活性炭进行物理混合的钢渣改性活性炭技术，本发明利用助磨技术与化学复合技术相结合，大幅提高钢渣基生物质活性炭的性能与稳定性。

技术领域

本发明属于固废资源利用领域，具体涉及一种将生物质废弃物与钢渣进行粉磨后，并且利用钢渣微粉对生物质废弃物微粉进行改性获得钢渣基生物质活性炭。

背景技术

人的一生大约80％的时间是在室内度过，因此室内环境作用与人最为频繁接触的场所，其空气质量的优劣将直接影响所居住人的身体健康。目前随着人们对建筑保温绝热性能与室内装饰美化要求，造成室内环境挥发性有机化合物浓度提高，导致室内空气品质问题日益严重，其中甲醛是室内空气中典型污染物之一，已经成为研究室内空气品质的焦点问题。

活性炭是一种具有发达多孔结构与丰富比表面积的碳质材料，被大量应用于室内环境挥发性有机化合物的吸附。然而一方面由于活性炭普遍采用木材、竹子进行制备，导致成本高且不利于生态环境的可持续发展；另一方面活性炭的使用寿命短，容易造成室内环境的二次污染；以及利用金属氧化物对活性炭进行改性，可以提高活性炭的使用寿命与降解甲醛性能，但是会导致制备成本增加，因此极大的限制了活性炭在室内环境去除污染物的应用。钢渣作为炼钢过程中产生的固体废弃物，其主要矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、铁铝酸钙及硅、镁、铁(24.5％～39.4％)、锰(2.1％～3.4％)、磷的氧化物形成的固熔体，还含少量游离氧化钙及金属铁等。如果利用钢渣与生物质废弃材料(如：果壳、果核、秸秆等)进行复合制备钢渣基生物质活性炭，利用钢渣中含有的金属氧化物对生物质废弃材料进行改性处理，不仅解决了改性活性炭成本高、环境破坏大的问题，而且拓展了钢渣与生物质废弃材料的高附加值应用，实现“以废治危”的新思路。

发明内容

为了解决一方面由于活性炭普遍采用木材、竹子进行制备，导致成本高且不利于生态环境的可持续发展；另一方面活性炭的使用寿命短，容易造成室内环境的二次污染；以及利用金属氧化物对活性炭进行改性，可以提高活性炭的使用寿命与降解甲醛性能，但是会导致制备成本增加的问题。本发明将生物质废弃物与钢渣进行粉磨后，并且利用钢渣微粉对生物质废弃物微粉进行改性获得钢渣基生物质活性炭，同时对粉磨速度、粉磨时间、超声功率、超声分散时间、烘干温度、煅烧温度、焙烧时间等进行控制，以期实现生物质废弃物与钢渣的高附加值循环利用，获得降解甲醛性能优越且成本低廉的用于降解甲醛的改性生物质活性炭。

为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明提供了一种用于降解甲醛的钢渣基生物质活性炭，该活性炭配方按重量百分比原料如下：

所述生物质废弃物为果壳、果核、秸秆中的一种或多种；所述钢渣为热闷渣、电炉渣和风碎渣中的一种或多种；所述钢渣复合助磨剂为乙二醇、三乙醇胺和无水乙醇的混合物，乙二醇、三乙醇胺和无水乙醇的质量比为1∶1∶1，其中乙二醇、三乙醇胺和无水乙醇均为分析纯；所述磷酸为分析纯；所述无水乙醇为分析纯；所述盐酸为分析纯；所述水为去离子水。

本发明同时提供了上述用于降解甲醛的钢渣基生物质活性炭的制备方法，具体包括如下步骤：

首先将生物质废弃物洗净且干燥后，利用变频行星式球磨机以转速400r/min～600r/min粉磨45min～90min，获得生物质废弃物微粉；将钢渣与钢渣复合助磨剂进行混合后，利用变频行星式球磨机以转速600r/min～800r/min粉磨60min～120min，获得钢渣微粉。