[发明专利]一种微波辅助鱼骨制备混合型固体酸的方法

说明书

一种微波辅助鱼骨制备混合型固体酸的方法，以鱼骨固废物为原料，利用微波的选择性加热和鱼骨中有机质可以吸波的特点，将其在微波体系下快速碳化形成鱼骨生物碳，并利用生物碳的良好吸波性使鱼骨整体快速达到分子筛活化温度，从而制备出鱼骨固体酸。本发明制备的鱼骨固体酸具有碳基固体酸和分子筛类型固体酸的双重特性，可以弥补两种固体酸的不足。可以为鱼骨材料的加工应用提供更广阔的思路。

技术领域

本发明属于生物质绿色转化利用和环境保护技术领域，涉及一种制备鱼骨类固体酸的方法。

背景技术

目前，对于鱼骨类材料的利用主要集中在提取鱼骨中的营养成分：鱼骨多肽（CN201510498965.2；CN201510498969.0；CN201610032440.4）等。对于通过制备鱼骨材料的研究主要集中在鱼骨碳（CN201711242215.4；CN201710899492.6）和鱼骨仿生材料（CN201820488531.3；CN201620389484.8）等。例如：CN201510331225.X的中国发明专利申请，公布了一种鱼骨碳吸附剂的制备方法：将鱼骨粉碎成鱼粉，然后碳化，用于污染水体的吸附重金属。该工艺主要是通过利用鱼骨中的有机质进行高温碳化，形成鱼骨生物碳，而鱼骨中有机质含量很低约为5%,通过这种方法制备的鱼骨碳不仅需要量大而且效果也很有局限性。CN201710646141.4的中国发明专利利用鱼骨制备了鱼骨电极通过碳化鱼骨有机质使其具备类似石墨电极一样的功能，该发明专利亦在通过利用鱼骨中有机质，而对于鱼骨中大量的无机质无疑是一种浪费。

发明内容

本发明的目的是提出一种以鱼骨和硫酸为原料通过微波辅助的方式将鱼骨中含有的有机质和无机质转化成有机基质和无机基质的复合型固体酸。

本发明是通过以下技术方案实现的。

技术方案1：本发明所述的一种微波辅助鱼骨制备复合型固体酸的方法，按以下步骤。

（1）收集到的鱼骨原料经过洗涤烘干后，粉碎到粒径1mm-20mm，备用。

（2）取浓硫酸与烘干后的鱼骨颗粒，按鱼骨颗粒与浓硫酸重量比为1:0.5~5的量进行浸泡6~36h。

（3）取浸泡好的鱼骨颗粒，用去离子水冲洗后置于烘箱干燥6~24h

（4）取步骤（3）浸泡处理后的鱼骨颗粒，置于密闭的微波反应器腔体中，充氮气排出空气，开启微波发生器，设置反应温度250~800℃，微波输出功率150~900w/kg，热解反应时间10~120min；微波反应器不做限制，通过微波辅助碳化后得到鱼骨复合型固体酸粗品。

（5）将步骤（4）所制备鱼骨复合型固体酸粗品用去离子水冲洗去除其他水溶性杂质，沥干，得鱼骨复合型固体酸。

本技术方案步骤（1）所述的鱼骨原料可以是任何的鱼类骨头，但一般选用廉价易得的鲤鱼、草鱼和新疆特有的产业化的冷水鱼如：高白鲑、鲟鱼、虹鳟等。

本技术方案步骤（2）所述浓硫酸浓度优选95%。

本技术方案步骤（3）所述的烘箱干燥优选鼓风干燥箱，干燥温度优选95℃，干燥时间优选18h。

本技术方案步骤（4）所述的微波输出功率优选500w/kg~750w/kg，反应温度优选350℃~750℃，热解反应时间优选20min~90min。

技术方案2：本发明所述的一种微波辅助鱼骨制备复合型固体酸的方法，还可以按以下步骤。

（1）收集到的鱼骨原料经过洗涤烘干后，粉碎到粒径1 mm-20mm，备用。

（2）取步骤（1）的烘干好的鱼骨颗粒，置于密闭的微波反应器腔体中，充氮气排出空气，开启微波发生器，设置反应温度250~800℃，微波输出功率150~900w/kg，热解反应时间10~120min；微波反应器不做限制，通过微波辅助碳化后得到鱼骨复合物粗品。