[发明专利]一种高性能食用菌菌渣活性炭及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高性能食用菌菌渣活性炭的制备方法，其包括如下步骤：(1)将食用菌菌渣进行干燥后粉碎；(2)按质量比1:5～6，将步骤(1)所得物于25～30g/100ml的活化剂水溶液中混合均匀，于30～40℃下浸渍不低于20小时，过滤后，对滤饼进行干燥，在氮气氛围下，于750℃下活化4.5小时；(3)降温至室温，进行酸洗，然后水洗至中性，干燥后即得；所述活化剂，按重量比2:1:5，由氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钾组成。本发明所得活性炭对于亚甲基蓝和重金属铜具有十分优异的吸附效果，对于亚甲基蓝而言，吸附性能可达600mg/g，对于重金属铜的吸附效果可达222mg/g，对于碘吸附值也可达到2300mg/g。

技术领域

本发明属于活性炭制备领域，具体涉及一种高性能食用菌菌渣活性炭及其制备方法。

背景技术

食用菌是人们喜爱的食品之一，近些年来，随着其营养价值日益受人瞩目，其养殖规模也在不断扩大，随之而来的是其加工产生的废弃菌渣的处理问题日益突出。

而在农产品加工工业园区中，重金属和染料的处理也是重点的工作之一，但利用市售的处理产品(如市售活性炭)的成本较大，不太适合于规模推广应用。

对于工业园区的污染排放物的处理，为了使得成本最低化，一般是结合该工业园区的特点，合理对加工废弃物进行再利用，实现对污染排放物的处理。

食用菌菌渣在污染物的处理领域，可制备成生物炭和活性炭，活性炭由于在吸附量上具有优势，结合工业园区排污量较大的特点，可考虑将食用菌菌渣制备成活性炭。

然而，在以食用菌菌渣为原料制备活性炭领域的研究还非常的少，如何根据食用菌菌渣的特点优化此类活性炭的制备工艺，目前还缺乏可行的研究思路。《木屑型香菇菌菌渣活性炭及其制备方法》在这方面进行了一定的探讨，但是其所得活性炭的吸附能力不尽人意，对于亚甲基蓝的吸附能力不足200mg/g。申请号为200910033103.7的中国专利提供了两种活性炭的制备方法，分别为物理活化法和化学活化法，其中的化学活化法利用磷酸为活化剂。不过，其提供的两种方法所得的活性炭对于亚甲基蓝的吸附效果仍然不足200mg/g。

综上所述，现有技术尚未找到制备具有高性能的食用菌菌渣活性炭的制备方法，使得所得活性炭难以替代商用活性炭而无法投入实际的应用中。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高性能食用菌菌渣活性炭的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将食用菌菌渣进行干燥后粉碎；

(2)按质量比1:5～6，将步骤(1)所得物于25～30g/100ml的活化剂水溶液中混合均匀，于30～40℃下浸渍不低于20小时，过滤后，对滤饼进行干燥，在氮气氛围下，于750℃下活化4.5小时；

(3)降温至室温，进行酸洗，然后水洗至中性，干燥后即得；所述活化剂，按重量比2:1:5，由氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钾组成。

目前，针对特定原料如何选择活化剂，本领域尚未形成较为统一的结论。如Hayashi等认为，以K₂CO₃为活化剂可以制备高比表面积的活性炭材料，而Lillo-Rodenas等人则发现，针对无烟煤，Na₂CO₃和K₂CO₃无法获得有效孔结构。

在本发明中，本发明的活化剂可以使得食用菌(杏鲍菇)菌渣在本发明所述活化温度下，开始形成初期空穴，最后逐步形成大量的微孔和中孔，且孔径分布较窄，由此所得活性炭比表面积大，经试验其对于亚甲基蓝、二价铜和碘的吸附值十分优异。

优选的，为了方便后续操作，在步骤(1)中，进行干燥时，干燥至含水量低于10％。

优选的，为了方便后续操作，在步骤(1)中，粉碎至100～200目。