[发明专利]一种抗生素菌渣制备高比表面积活性炭的方法

说明书

本发明公开了一种抗生素菌渣制备高比表面积活性炭的方法，属于活性炭制备技术领域；所述方法包括以下步骤：对抗生素菌渣进行烘焙，得到烘焙生物炭，之后与碱液混合并干燥，然后进行热解即得所述高比表面积活性炭；本发明通过烘焙技术，可以提高抗生素菌渣的燃料性质，为活性炭的制备提供良好的炭前驱体，并且通过进一步活化，可以制备高BET值的活性炭，对利用抗生素菌渣生产高价值附加产品和实现菌渣的资源化利用具有重要意义；采用本发明的方法制备得到的活性炭具有良好的孔结构，平均孔径达到纳米级，微孔占比可高达30％以上，比表面积可达2000m²/g左右，具有优异的吸附效果，对碘的吸附值可达2200mg/g以上。

技术领域

本发明属于活性炭制备技术领域，具体涉及一种抗生素菌渣制备高比表面积活性炭的方法。

背景技术

抗生素菌渣是制药行业中经微生物发酵后产生的废弃物，据估算每生产一吨的抗生素大约有8-10吨的菌渣产生。

抗生素菌渣的主要成分为抗生素产生菌的菌丝体、未利用完的培养基、发酵过程中产生的代谢产物、培养基的降解物以及少量的抗生素等，具有产量大、含水率高和易腐败等特点。若处理不当，则会造成严重的环境问题，如水污染、异味，特别是抗性基因的产生等。

传统的抗生素菌渣处置方法是焚烧、填埋、堆肥等。燃烧会释放二噁英等污染物，对环境和人体健康造成严重危害，填埋浪费土地资源，并且会伴有耐抗生素菌的产生。但抗生素菌渣中含有丰富的粗蛋白和一定含量的粗纤维和脂质，因此，是制备活性炭较好的原材料。

申请号为201110388856.7的专利采用K₂CO₃直接与青霉素或土霉素菌渣混合活化，制备出BET值为1000m²/g左右的活性炭；申请号为201810140010.3的专利采用含碱溶液浸渍抗生素菌渣，制备出富含微孔的活性炭。但是，目前采用抗生素菌渣制备得到的活性炭的比表面积仍然较低，吸附性能受限，因此，亟需研发一种利用抗生素菌渣制备具有更高表面积的活性炭的方法。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种抗生素菌渣制备高比表面积活性炭的方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种抗生素菌渣制备高比表面积活性炭的方法，包括以下步骤：对抗生素菌渣进行烘焙，得到烘焙生物炭，之后与碱液混合并干燥，然后进行热解即得所述高比表面积活性炭。

进一步地，所述抗生素菌渣进行烘焙前还包括对抗生素菌渣进行干燥并研磨、过筛的操作。

进一步地，所述烘焙在惰性气体氛围下进行，以5℃/min升温至230～290℃，并保温60min。

进一步地，所述碱液为KOH溶液，所述烘焙生物炭与KOH的质量比为(1～4)∶2。

进一步地，所述热解在惰性气体氛围下进行，以10～20℃/min的速率升温至700～900℃，并保温60～120min。

进一步地，所述热解完成后还包括对所得生物炭洗涤至中性、抽滤和干燥的步骤。

进一步地，所述抗生素菌渣包括β-内酰胺类、大环内酯类、氨基糖苷类或四环素类抗生素菌渣。

本发明还提供了一种根据上述方法制备得到的生物炭。

本发明同时提供了上述生物炭作为吸附剂的应用。

进一步地，所述吸附剂应用于对碘的吸附中。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：