[发明专利]一种具有高吸附量及稳定性的活性炭材料的制备方法

说明书

一种具有高吸附量及稳定性的活性炭材料的制备方法是以玉米秸秆为原材料，分别经过粉碎、与无机培养液混合、灭菌、接种培养、高温碳化、与复合碱研磨混合、高温活化、洗涤、干燥等步骤实现。本发明不仅可以解决玉米秸秆废物处理的问题，还提供了一种对罗丹明b具有高吸附量的活性炭材料，对罗丹明b平衡吸附容量为1333.32mg/g，约为市售商品粉末活性炭的6倍，同时也是传统KOH活化方式制备的秸秆碳材料的吸附容量的两倍，吸附性能好，材料稳定性好。

本发明是专利申请号201810339040.7、发明名称为“一种微生物制备玉米秸秆多级孔活性炭材料的方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及碳材料领域，具体涉及一种微生物法制备多级孔活性炭材料的方法。

背景技术

活性炭是一种吸附能力很强的功能性碳材料。其具有特殊的微晶结构、孔隙发达、比表面积巨大，因此被作为优良的吸附剂，具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可 以有选择的吸附液相和气相中的各种物质，以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等 目的，已广泛应用于食品、饮料、医药、水处理、气体净化与回收、化工、冶炼、国 防、农业等生产生活的方方面面。近年来，随着经济的不断发展和人们生活水平的逐 步提高，人们对食品、药品、饮用水的安全性、纯净度等生存环境提出更高要求，活 性炭的市场需求不断扩大。据已知文献报道，玉米秸秆主要组成成分为纤维素、半纤 维素、木质素以及少量灰分。而随着玉米总产量逐年提升，玉米秸秆产量与存量仍在 与日俱增。来源广，价格便宜，一直是玉米秸秆作为可再生工业原料的优点。黑曲霉， 半知菌亚门，丝孢纲，丝孢目，丛梗孢科，曲霉属真菌中的一个常见种。广泛分布于 世界各地的粮食、植物性产品和土壤中。是降解纤维素、半纤维素的典型的代表菌株。 目前市场上销售的商品活性炭生产成本较高，销售价格昂贵，且吸附效果不够理想， 特别是对于罗丹明b的针对性不强，吸附性能较差；另一方面还存在放置稳定性不好 使得吸附性能下降的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高吸附量及稳定性的活性炭材料的制备方法。

本发明的目的是通过如下技术措施实现的：

一种具有高吸附量及稳定性的活性炭材料的制备方法，其特征在于，它是以玉米秸秆为原材料，分别经过粉碎、与无机培养液混合、灭菌、接种培养、高温碳化、与 复合碱研磨混合、高温活化、洗涤、干燥等步骤实现。其中所述接种培养即相当于利 用微生物进行造孔，所述与复合碱研磨混合即相当于碱造孔。接种培养步骤中所用微 生物为黑曲酶，所述复合碱是由氢氧化钠与氢氧化钾混合而得。所述黑曲酶购于中国 工业微生物菌种保藏管理中心，编号2106；所述复合碱是氢氧化钠与氢氧化钾按质量 比1:1混合均匀制得。所述接种培养步骤中黑曲霉菌与玉米秸秆的质量比为1:50～100。 所述无机培养液是包括下列重量配比的原材料组成：硫酸铵2.0份、磷酸二氢钾2.0份、 硫酸镁0.3份、氯化钙0.3份、氯化钠0.5份、硫酸亚铁0.005份、硫酸锰0.016份、氯化 锌0.017份，加纯化水稀释定容使得硫酸铵的质量分数为0.2％。

上述无机盐培养液具体制备是取硫酸铵2.0g、磷酸二氢钾2.0g、硫酸镁0.3g、氯化钙0.3g、氯化钠0.5g、硫酸亚铁0.005g、硫酸锰0.016g、氯化锌0.017g，取上述无机 盐，加入纯化水溶解并定容到1L。

一种具有高吸附量及稳定性的活性炭材料的制备方法，按如下步骤：

1.粉碎：

取玉米秸秆进行粉碎，过80目筛子，备用；

2.与无机培养液混合：

取步骤1中处理好的玉米秸秆，按固液比为1:2.5～3.0(即10g秸秆加入25～30ml无 机盐培养液)加入无机盐培养液(g/L)；

3.灭菌：

取步骤2制得的中间品进行灭菌，设置温度121℃，灭菌时间20min；