[发明专利]一种多级孔炭材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种利用黑曲霉预处理啤酒糟制备多级孔炭材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)废弃生物质啤酒糟的脱水干燥处理：首先将啤酒糟经过四层纱布过滤除水，并用超纯水清洗三遍；然后将经过纱布除水洗涤的啤酒糟置于常温室内，自然风干；

(2)黑曲霉预处理啤酒糟：将黑曲霉的种子液与洗涤干燥的啤酒糟同时置于发酵培养基中，恒温震荡培养；发酵结束后，收集经过黑曲霉处理过的啤酒糟；洗涤，干燥，获得啤酒糟炭化前体物；

(3)前体物的炭化和活化：首先，将啤酒糟炭化前体物在氮气氛围下高温炭化处理，获得初级炭化物；然后，将初级炭化物在氮气氛围下进一步高温活化处理，获得炭化物；

(4)炭化物的酸洗：经活化获得的炭化物用盐酸溶液室温搅拌，离心除水，然后烘干，获得多级孔炭材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤(2)中所述的黑曲霉为产孢子黑曲霉和不产孢子黑曲霉中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述的产孢子黑曲霉为产孢子黑曲霉(Aspergillus niger CBS513.88)，所述不产孢子黑曲霉为不产孢子黑曲霉(Aspergillus niger SH2)。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

步骤(2)中所述的种子液分别为，产孢子黑曲霉(Aspergillus niger CBS513.88)接种于马铃薯葡萄糖琼脂培养基，24℃～30℃培养5～10天收集的孢子液，以及不产孢子黑曲霉(Aspergillus niger SH2)接种于液体CD培养基，24℃～30℃培养3～8天的菌丝液；

步骤(2)中所述的种子液接种量分别为，产孢子黑曲霉(Aspergillus nigerCBS513.88)的接种量为1％～3％v：v，孢子浓度为0.5～1.5×10⁷cfu/mL；不产孢子黑曲霉(Aspergillus niger SH2)的接种量为2％～5％v：v，OD₆₀₀＝1.0～2.0；

发酵培养基为马铃薯葡萄糖发酵培养基，配方为：5g/L马铃薯淀粉，20g/L无水葡萄糖，5g/L磷酸二氢钾，0.5g/L七水合硫酸镁；

干燥的啤酒糟添加量为2％～4％w：v。

5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于：

步骤(3)中，所述的高温炭化处理的条件为350℃～500℃高温炭化处理90～120分钟；

步骤(3)中，所述的高温活化处理的条件为750℃～900℃活化处理90～120分钟。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

步骤(3)中，所述的高温炭化处理的条件为500℃高温炭化处理90分钟；

步骤(3)中，所述的高温活化处理的条件为800℃活化处理90分钟。

7.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于：

步骤(2)中，所述的恒温震荡培养的条件为24℃～34℃，200～250rpm恒温震荡培养7～10天；

步骤(2)中，所述干燥的温度为40℃～80℃；

步骤(4)中，所述的盐酸溶液为1.5～2.5mol/L的盐酸溶液；所述搅拌的时间为2～4h；

步骤(4)中，所述烘干的温度为50℃～80℃；

所述的室温的温度为15～35℃。

8.一种多级孔炭材料，其特征在于：通过权利要求1～7任一项所述的方法制备得到。

9.权利要求8所述的多级孔炭材料或者通过权利要求1～7任一项所述的方法但未经黑曲霉预处理啤酒糟制备的炭材料在吸附挥发性有机物中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：

所述的挥发性有机物为甲苯。