[发明专利]一种以固体废弃物为原料制备多孔材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于多孔材料制备技术领域，具体涉及一种以固体废弃物为原料制备多孔材料的方法。

背景技术

多孔材料是一类包含有大量孔隙的材料。所谓多孔材料，须具备以下两个要素：一是多孔材料中包含有大量的孔隙；二是所含孔隙能够满足某种或多种设计要求，以达到所期待的使用性能指标。多孔材料的应用广泛，可作为过滤材料应用于污水处理、食品及饮料加工、医药卫生、环境保护等诸多行业；可作为建筑材料发挥自身重量轻、保温隔热、隔音、运输使用方便等优点，能够取代传统的建筑材料；可作为环境材料用于消声、隔热、吸附有毒有害气体、处理废水、减少汽车尾气排放等环保领域。因此多孔材料具有非常广泛的开发前景，诸多行业的技术人员非常重视多孔材料的研究和开发工作。

另一方面，随着煤炭行业和玉米深加工产业的高速发展，产生了粉煤灰、煤矸石粉、玉米皮、糖化污泥等大量的固体废物，这些废物的产生不仅占用大量农田，而且造成环境的破坏与污染，更可惜的是浪费了大量宝贵的可再利用资源。因此，研制开发一种以固体废物为原料制备多孔材料的方法，是一项具有重要意义和挑战性的课题。

玉米皮又称为玉米苞叶，是果实玉米棒外的外包皮，其成本低廉、来源广泛且易于加工，另外，玉米皮含有三维网状结构，可以作为成孔材料。然而目前玉米皮大多应用于锅炉燃料、动物饲料、手工编织等方面，应用范围狭窄，科技含量低下，造成了资源的严重浪费。

传统的玉米制糖工艺的生产过程中，玉米经粉碎后产生的玉米乳经过缓冲罐后进入液化反应器，液化后产生的液化糖浆经冷却后送入糖化罐进行糖化，糖化后产生的糖化液经过滤去除蛋白质、脂肪和其他不溶物后进入蒸发器进行浓缩，最后制备葡萄糖液，通常情况下，在过滤糖化液的过程中会加入硅藻土作为过滤介质以更好的实现过滤，因此滤渣中含有蛋白质、脂肪、其他不溶物以及硅藻土，该滤渣对人畜虽然无直接毒害，但若直接排入水体，会大量消耗水中溶解氧，使水体生态受到破坏，危机农业、渔业和人类的正常生活。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种以固体废弃物为原料制备多孔材料的方法。该方法以煤基工业废料为支撑材料，以糖化污泥为粘结材料，以玉米皮为成孔材料，经过混合、陈腐、压制、焙烧等一系列工艺过程制得多孔材料，该多孔材料多为中孔和大孔的块体，可用于吸附材料，烟气脱硫、脱硝治理过程中的催化剂及载体，环保吸声材料、轻质陶瓷等众多领域。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种以固体废弃物为原料制备多孔材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将玉米皮和糖化污泥分别依次进行干燥、粉碎和过筛处理，得到玉米皮粉和糖化污泥粉；所述糖化污泥为玉米制糖工艺中产生的糖化液过滤后的滤渣经烘干后得到的产物；

步骤二、将煤基工业废料和步骤一中所述糖化污泥粉混合均匀，得到混合粉体，所述混合粉体中煤基工业废料的质量百分含量为10％～40％，余量为糖化污泥粉；所述煤基工业废料的平均粒径不大于150μm；

步骤三、将去离子水、步骤一中所述玉米皮粉和步骤二中所述混合粉体按质量比(20～50)：(0.2～1)：100混合均匀，得到坯料；

步骤四、将步骤三中所述坯料置于恒温箱中进行陈腐处理，然后将陈腐处理后的坯料压制成型，得到成型坯料；

步骤五、将步骤四中所述成型坯料进行干燥处理，然后将干燥处理后的成型坯料进行焙烧处理，自然冷却后得到多孔材料；所述焙烧处理的温度为900℃～1100℃，时间为2h～4h。

上述的一种以固体废弃物为原料制备多孔材料的方法，其特征在于，步骤一中所述糖化污泥粉的含水率为8％～10％。

上述的一种以固体废弃物为原料制备多孔材料的方法，其特征在于，步骤一中所述玉米皮粉和糖化污泥粉的粒度均为100～200目。

上述的一种以固体废弃物为原料制备多孔材料的方法，其特征在于，步骤二中所述煤基工业废料为粉煤灰或煤矸石粉。

上述的一种以固体废弃物为原料制备多孔材料的方法，其特征在于，步骤三中所述去离子水、玉米皮粉和混合粉体的质量比为(30～40)：(0.4～0.8)：100。

上述的一种以固体废弃物为原料制备多孔材料的方法，其特征在于，所述去离子水、玉米皮粉和混合粉体的质量比为35：0.6：100。

上述的一种以固体废弃物为原料制备多孔材料的方法，其特征在于，步骤四中所述陈腐处理的温度为25℃～35℃，时间为12h～24h。