[发明专利]一种用于降解甲醛的复合改性生物质活性炭及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于降解甲醛的复合改性生物质活性炭及其制备方法，属于固废资源利用领域。该复合改性生物质活性炭包括生物质废弃物、复合改性剂、复合助磨剂、磷酸、无水乙醇、盐酸和水。所述生物质废弃物为果壳、果核、秸秆中的一种或多种；所述复合改性剂为拜耳法赤泥与煤矸石的混合物。本发明利用拜耳法赤泥、煤矸石与生物质废弃材料进行复合制备复合改性生物质活性炭，利用拜耳法赤泥与煤矸石的混合物中含有的金属氧化物对生物质废弃材料进行改性处理，提高了活性炭的使用寿命，改善了活性炭的机械强度，降低了活性炭的生产成本50％～60％，拓展了拜耳法赤泥、煤矸石与生物质废弃材料的高附加值应用，实现“以废治危”的新思路。

技术领域

本发明属于固废资源利用领域，具体涉及一种将生物质废弃物与复合改性剂进行粉磨后，并且利用复合改性剂微粉对生物质废弃物微粉进行改性获得复合改性生物质活性炭及其制备方法。

背景技术

人的一生大约80％的时间是在室内度过，因此室内环境作用与人最为频繁接触的场所，其空气质量的优劣将直接影响所居住人的身体健康。目前随着人们对建筑保温绝热性能与室内装饰美化要求，造成室内环境挥发性有机化合物浓度提高，导致室内空气品质问题日益严重，其中甲醛是室内空气中典型污染物之一，已经成为研究室内空气品质的焦点问题。

活性炭是一种具有发达多孔结构与丰富比表面积的碳质材料，被大量应用于室内环境挥发性有机化合物的吸附。然而一方面由于活性炭普遍采用木材、竹子进行制备，导致成本高且不利于生态环境的可持续发展；另一方面活性炭的使用寿命短，容易造成室内环境的二次污染；以及利用金属氧化物对活性炭进行改性，可以提高活性炭的使用寿命与降解甲醛性能，但是会导致制备成本增加，因此极大的限制了活性炭在室内环境去除污染物的应用。拜耳法赤泥是氧化铝生产过程中产生的废渣，其主要组份是SiO₂、CaO、Fe₂O₃、Al₂O₃、Na₂O、TiO₂、MgO等，还含有灼碱成份和微量有色金属，其中Al₂O₃(8.4％～23.0％)与Fe₂O₃(22.0％～38.4％)的含量较高；煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，主要成分是Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)，其中Al₂O₃(16.4％～36.7％)、SiO₂(52.1％～65.5％)、Fe₂O₃(2.8％～14.6％)的含量较高。如果利用拜耳法赤泥、煤矸石与生物质废弃材料(如：果壳、果核、秸秆等)进行复合制备复合改性生物质活性炭，利用拜耳法赤泥与煤矸石中含有的金属氧化物对生物质废弃材料进行改性处理，不仅解决了改性活性炭成本高、环境破坏大的问题，而且拓展了拜耳法赤泥、煤矸石与生物质废弃材料的高附加值应用，实现“以废治危”的新思路。

发明内容

为了解决普遍采用木材、竹子进行制备活性炭，导致成本高且不利于生态环境的可持续发展；活性炭的使用寿命短，容易造成室内环境的二次污染；利用金属氧化物对活性炭进行改性，可以提高活性炭的使用寿命与降解甲醛性能，但是会导致制备成本增加；活性炭机械强度低且易粉化、着火点低；以及煤矸石硬度大，导致其难磨的问题。本发明将生物质废弃物与拜耳法赤泥、煤矸石进行粉磨后，并且利用拜耳法赤泥微粉与煤矸石的复合微粉对生物质废弃物微粉进行改性获得复合改性生物质活性炭，，同时对粉磨速度、粉磨时间、超声功率、超声分散时间、烘干温度、煅烧温度、焙烧时间等进行控制，以期实现生物质废弃物、拜耳法赤泥与煤矸石的高附加值循环利用，获得降解甲醛性能优越且成本低廉的用于降解甲醛的复合改性生物质活性炭。