一種廢菌棒水熱生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物質(zhì)炭吸附材料制備以及環(huán)境污染治理領(lǐng)域，特別涉及一種以廢菌 棒為主要材料進(jìn)行水熱炭化制備生物質(zhì)吸附材料的生產(chǎn)方法，具體是無(wú)機(jī)強(qiáng)酸催化水熱炭 化廢菌棒制備生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 廢菌棒是人工大棚栽培或工廠化生產(chǎn)后的食用菌菌棒，已經(jīng)采收不到食用菌或者 雖然可以開發(fā)部分新菇，但產(chǎn)量及效益已經(jīng)非常低，沒(méi)有利用價(jià)值的廢棄物。這種菌棒被普 遍認(rèn)為已不再出菌，營(yíng)養(yǎng)和生物學(xué)生長(zhǎng)潛力已經(jīng)耗盡，已經(jīng)沒(méi)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0003] 現(xiàn)食用菌生產(chǎn)普遍采用了工廠化生產(chǎn)方式，原料生產(chǎn)、菌棒制作、菌棒管理、發(fā)菌、 采收等工序均在工廠里進(jìn)行，規(guī)模較大，所產(chǎn)生的廢菌棒數(shù)量也相當(dāng)多。對(duì)于這種廢菌棒， 大多數(shù)情況下廢菌棒被丟棄在河邊、路兩旁、田間地頭，既浪費(fèi)木材資源，又占用大量土地， 而且對(duì)環(huán)境也造成污染。怎樣將廢棄舊菌棒變費(fèi)為寶，進(jìn)行資源化循環(huán)利用，找到一種經(jīng) 濟(jì)、高效、生態(tài)、環(huán)保、可持續(xù)的資源循環(huán)利用的處理辦法具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此， 利用廢棄舊菌棒，通過(guò)水熱炭化反應(yīng)，制備成生物質(zhì)吸附劑，用于吸附有毒有害物質(zhì)，既實(shí) 現(xiàn)菌棒廢棄物資源化利用，緩解資源不足，符合綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，又解決了環(huán)境污染 問(wèn)題，無(wú)疑，具有十分重大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種吸附性能良好的廢菌棒水熱生物質(zhì)炭吸附材料的生 產(chǎn)方法。
[0005] 解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 一種廢菌棒水熱生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法，按下列步驟進(jìn)行：
[0007] (1)將廢菌棒用自來(lái)水洗滌，烘干，然后粉碎成碎末，過(guò)60-80目篩；
[0008] (2)水熱生物質(zhì)炭制備：將90重量份的60-80目廢菌棒粉和9-35重量份無(wú)機(jī)強(qiáng) 酸置于250-400重量份的水中，在室溫下攪拌混合均勻后置于帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼 反應(yīng)釜中，然后在180-240°C條件下反應(yīng)6-24小時(shí)、自然冷卻、抽濾、洗滌至中性，即得到水 熱生物質(zhì)炭；
[0009] (3)活化水熱生物質(zhì)炭制備：將步驟（2)得到的水熱生物質(zhì)炭與3-8重量份無(wú)機(jī) 堿和200-350重量份水混合，室溫?cái)嚢?. 5-10h后、抽濾、洗滌至中性后烘干。
[0010] 所述的廢菌棒水熱生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法，步驟（2)中所述的無(wú)機(jī)強(qiáng)酸為 濃鹽酸或濃硫酸中任一種或兩種強(qiáng)酸的混合物，其最優(yōu)選濃鹽酸。
[0011] 所述的廢菌棒水熱生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法，步驟（3)中所述的無(wú)機(jī)堿為氫 氧化鈉、氫氧化鉀任一種或兩種無(wú)機(jī)堿的混合物。
[0012] 本發(fā)明采用無(wú)機(jī)強(qiáng)酸作為水熱炭化的催化劑，使廢菌棒炭化程度變大，炭化產(chǎn)物 密度變小。制取的廢菌棒水熱生物質(zhì)炭吸附材料對(duì)陽(yáng)離子染料亞甲基藍(lán)的吸附容量可以 達(dá)到486mg/g以上，對(duì)高濃度的500mg/L亞甲基藍(lán)，固液比為I : 4g/L時(shí)，脫色率可以達(dá) 99. 7%以上，而對(duì)應(yīng)未加酸的水熱生物質(zhì)炭對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附容量?jī)H為188mg/g。將作為 環(huán)境污染物的廢菌棒改性成吸附率高的水熱生物質(zhì)炭吸附材料，對(duì)陽(yáng)離子染料具有良好的 吸附性能，有利于應(yīng)用到工業(yè)廢水的處理等領(lǐng)域，且變廢為寶，極大地提高了廢菌棒的附加 值。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所得的樣品對(duì)亞甲基藍(lán)的等溫吸附線圖。
[0014] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1所得的樣品對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色率圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0016] 表1實(shí)施例1-8原料配比（重量份）
[0017]
[0018] 實(shí)施例1 (對(duì)照上表中對(duì)應(yīng)實(shí)施例1與重量份配比值），按如下按下列步驟進(jìn)行制 備：
[0019] (1)將廢菌棒用自來(lái)水洗滌，烘干，然后粉碎成碎末，過(guò)60-80目篩；
[0020] ⑵水熱生物質(zhì)炭制備：將90重量份的60-80目廢菌棒粉和31重量份濃度為37 % 濃鹽酸置于350重量份的水中，在室溫下攪拌混合均勻后置于帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼 反應(yīng)釜中，然后在200°C條件下反應(yīng)20小時(shí)、自然冷卻、抽濾、洗滌至中性，即得到水熱生物 質(zhì)炭；
[0021] (3)活化水熱生物質(zhì)炭制備：將步驟（2)得到的水熱生物質(zhì)炭與4. 8重量份氫氧 化鈉和220重量份水混合，室溫?cái)嚢鐸h后、抽濾、洗滌至中性后烘干。
[0022] 需說(shuō)明的是實(shí)施例1為最佳實(shí)施例，其余實(shí)施例2-8均各對(duì)照表中對(duì)應(yīng)實(shí)施例的 原料和配比值，按實(shí)施例1相同方法制得。
[0023] 現(xiàn)以實(shí)施例1所得樣品為例，對(duì)亞甲基藍(lán)吸附情況見圖1。圖1是本發(fā)明實(shí)施例1 所得樣品在室溫下吸附亞甲基藍(lán)的量，在平衡時(shí)，以吸附容量對(duì)平衡濃度作圖，得到的等溫 吸附線，圖中的吸附容量表示每克吸附劑吸附亞甲基藍(lán)的量。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1所得 樣品在室溫下對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色率圖，亞甲基藍(lán)的初始濃度為500毫克/升、體積為50毫 升。
[0024] 本發(fā)明以廢菌棒為原料是原作廢棄物處理的廢菌棒粉碎成60-80目粉狀物，既有 利于堆放，又可使反應(yīng)更充分，效果更好。
[0025] 應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換， 而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種廢菌棒水熱生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，按下列步驟進(jìn)行： (1) 將廢菌棒用自來(lái)水洗滌，烘干，然后粉碎成碎末，過(guò)60-80目篩； (2) 水熱生物質(zhì)炭制備：將90重量份的60-80目廢菌棒粉和9-35重量份無(wú)機(jī)強(qiáng)酸置 于250-400重量份的水中，在室溫下攪拌混合均勻后置于帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng) 釜中，然后在180-240°C條件下反應(yīng)6-24小時(shí)、自然冷卻、抽濾、洗滌至中性，即得到水熱生 物質(zhì)炭； (3) 活化水熱生物質(zhì)炭制備：將步驟（2)得到的水熱生物質(zhì)炭與3-8重量份無(wú)機(jī)堿和 200-350重量份水混合，室溫?cái)嚢?. 5-10h后、抽濾、洗滌至中性后烘干。2. 如權(quán)利要求1所述的廢菌棒水熱生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟 (2) 中所述的無(wú)機(jī)強(qiáng)酸為濃鹽酸或濃硫酸中任一種或兩種強(qiáng)酸的混合物，其最優(yōu)選濃鹽酸。3. 如權(quán)利要求1所述的廢菌棒水熱生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟 (3) 中所述的無(wú)機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀任一種或兩種無(wú)機(jī)堿的混合物。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種廢菌棒水熱生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法，其步驟包括：將廢菌棒粉碎成60-80目廢菌棒粉，再對(duì)廢菌棒粉在強(qiáng)酸性條件下進(jìn)行水熱反應(yīng)制備水熱生物質(zhì)炭；將上述得到的水熱生物質(zhì)炭用無(wú)機(jī)堿活化后即得到活化水熱生物質(zhì)炭吸附材料。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、原料成本低、吸附量大。本方法制得的吸附材料可以應(yīng)用于陽(yáng)離子染料的吸附治理，并具有良好的處理效果。本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)了廢菌棒資源的回收利用，并且得到了廉價(jià)、高效的新型吸附劑，促進(jìn)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。
【IPC分類】C02F1/28, B01J20/20, B01J20/30
【公開號(hào)】CN104984733
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510455042
【發(fā)明人】李兵, 羅錫平, 呂健全, 馮炎龍
【申請(qǐng)人】浙江農(nóng)林大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年7月30日