[发明专利]一种以米粉废弃物为原料联产活性炭和碳量子点的方法

说明书

本发明公开了一种以米粉废弃物为原料联产活性炭和碳量子点的方法，其制备过程为：将米粉废弃物粉碎后，进行水热法处理，将其分离成溶液和固体两部分，固体部分(水热碳粉)进一步加工处理获得活性炭，可以用于水处理剂、吸附剂和催化剂载体，液体部分获得具有荧光特性的碳量子点，可以用于检测Fe³⁺等金属离子。从而可以一次性以米粉餐饮废弃物为原料，联产活性炭和碳量子点两种产品，实现米粉废弃物100％充分利用，过程无废弃物排放，避免二次污染，且所得产品质量好、附加值高、合成过程便捷环保，能为餐饮废弃物的回收利用和功能碳材料技术的发展提供一条新途径。

技术领域

本发明具体涉及一种以米粉废弃物为原料联产活性炭和碳量子点的方法，属于餐饮废弃物回收利用和功能碳材料领域。

背景技术

作为餐饮大国，我国每年产出大量的餐饮废弃物，且随着外卖行业的兴起，我国餐饮废弃物的年产量以10％以上的速度增加。不加处理的餐饮废弃物会对水体、大气、土壤和其他环境体系带来严重污染，对我国生态坏境和人民身心健康带来巨大的潜在威胁。目前，我国餐饮废弃物的商业化处理方法主要包括以下几种：(1)厌氧消化：该法通过产生沼气的细菌联合体对餐饮废弃物进行厌氧分解，能生产沼气等可再生能源，但设备场地成本高，占地面积大，在温带和寒带地区应用受限(Nallathambi Gunaseelan V.AnaerobicDigestion of Biomass for Methane Production:A Review[J].Biomass andBioenergy,1997,13(1):83-114；Pham T P T,Kaushik R,Parshetti G K,et al.FoodWaste-to-Energy Conversion Technologies:Current Status and Future Directions[J].Waste Management,2015,38:399-408)；(2)好氧堆肥：该法通过微生物好氧作用降解食物垃圾，获得无病原生物肥料以及土壤改良剂，然而，该过程的可持续性依赖于有机物降解产生的氨、硫化氢和其他挥发性有机化合物等温室气体，会造成大气污染并加剧温室效应(Cerda A,Artola A,Font X,et al.Composting of Food Wastes:Status andChallenges[J].Bioresource Technology,2018,248:57-67)；(3)垃圾填埋：将餐厨垃圾收运集中到指定处理场进行填埋处理。填埋具有工艺简单、操作方便、成本低等优势。但在填埋期间会产生甲烷和渗滤液，甲烷进入大气中会加剧温室效应，餐饮废弃物中含有的重金属等有害物质，会通过渗滤液渗入地下及周边水土，从而造成水和土壤资源的污染，基于此，有些国家已禁止使用填埋法处理餐饮废弃物(Zhang G M,Li Q Y；Cai Z J.PresentSituation and Development Trend of Kitchen Waste Treatment Technology[J].Intelligent City,2020,6(12):164-165)；(4)焚烧：利用高温(900℃～1000℃)将餐饮废弃物直接进行焚烧处理。这种方法可以快速减少餐饮废弃物的体积，同时可以从这些废弃物中回收能量。但同时，焚烧产生的有毒有害气体会造成严重的大气污染，从而破坏生态环境(Nayak A,Bhushan B.An Overview of the Recent Trends on the WasteValorization Techniques for Food Wastes[J].Journal of EnvironmentalManagement,2018,233:352-370)；(5)饲料化：将餐饮废弃物通过生物法和物理法制作成蛋白质饲料，但是这种方法的安全隐患很大，会产生病原微生物，引起传染病，对人民群众身心健康造成潜在威胁。