[发明专利]一种水热法制备水生动物质活性炭的方法

说明书

本发明涉及活性炭技术领域，尤其涉及一种水热法制备水生动物质活性炭的方法，步骤为：1)将水生动物质废弃物预处理后进行破碎，得到糊状生物质；2)将糊状生物质与造孔活化剂混合均匀后静置，然后进行水热炭化处理，反应结束后将得到的活性炭取出，清洗、烘干，即得。本发明以水生动物质废弃物为原料制备活性炭产品，不仅制备出了性能良好的活性炭，而且实现了废弃生物质的资源化利用，相对于植物类生物质，本发明利用水生动物质特有的组织成分特点，选择性加入造孔活性剂，不仅能够优化反应产物，利于生成孔隙率高、吸附效果好的优质活性炭；而且制备的活性炭产品具有丰富的含氧、含氮官能团，例如羰基、羧基等，有利于提高其污染物吸附效果。

技术领域

本发明涉及活性炭技术领域，尤其涉及一种水热法制备水生动物质活性炭的方法。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

活性炭具有孔隙发达、吸附性能好等优点，被广泛应用于污水处理、空气净化等领域。目前，制备生物质活性炭，多采用热解炭化法，除热解炭化法外，水热法也能够制备高性能生物质活性炭。水热炭化技术是将生物质在低温密闭环境中与水溶液反应直接炭化的方法，这种方法工艺简单，易于操作，条件温和，不仅能大幅降低制炭过程中的能耗，控制毒害副产物的形成，而且制备的活性炭表面含有丰富的含氧、含氮官能团，对活性炭吸附性能产生重要影响，因而水热法制备的活性炭在吸附以及进一步的活化改性过程中更有优势。水热法制备的活性炭，目前其应用多集中在植物生物质领域，如以秸秆、柚子皮(CN201610385938)、山核桃皮(CN201610013599)等为原料。然而，我国水产品产量巨大，但水产品的加工和综合利用却相对较为滞后。水产品加工等过程会产生的大量下脚料，如鱼鳞、鱼骨及内脏、虾蟹壳等，每年仅鱼弃物就高达200万吨以上，这不仅带来环境污染，而且也是对生物质资源的巨大浪费。

发明内容

针对上述的问题，本发明进一步研究发现：这些水生动物弃料中含有大量蛋白质、脂肪、钙等，具备制备活性炭的基础；同时含有大量的水分，如鱼鳞中水分含量在50～70％，鱼骨中也含有39～55％的水分。因此，采用水热法制备水生动物质活性炭具有可行性。为此，本发明提出一种水热法制备水生动物质活性炭的方法，不仅制备出了性能良好的活性炭，而且实现了废弃生物质的资源化利用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术手段为：

首先，本发明公开一种水热法制备水生动物质活性炭的方法，步骤为：

(1)将水生动物质废弃物预处理后进行破碎，得到糊状生物质；

(2)将糊状生物质与造孔活化剂混合均匀后静置，然后进行水热炭化处理，反应结束后将得到的活性炭取出，清洗、烘干，即得。

进一步地，步骤(1)中，所述水生动物质废弃物包括：鱼骨、鱼鳞、鱼的内脏、虾壳、蟹壳、水产业虾蟹加工处理后的废弃物、水产业中加工废弃的鱼杂等中的任意一种或多种。

进一步地，步骤(1)中，所述预处理的方法为：先用自来水冲洗，后采用去离子水冲洗，以去除水生动物质表面的杂质。

进一步地，步骤(1)中，所述破碎的方法为：低温冷冻(-8～-12℃)切块后粉碎机粉碎；或者直接采用绞肉机进行搅碎处理；或者放入研磨器中加入少量液氮研磨破碎。优选地，破碎处理后，得到的糊状生物质的粒径控制在0.1～0.3mm之间。

进一步地，步骤(2)中，所述造孔活化剂包括碳酸氢铵、尿素、乙酸、柠檬酸等中的任意一种；通过添加造孔活化剂，调整水生动物质生物炭的空间结构，提高水生动物质生物炭的性能。