[发明专利]生活固体废弃物制备的活性炭及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了生活固体废弃物制备的活性炭及其制备方法和用途。所述方法包括以下步骤：(1)将压缩成型的生活固体废弃物作为碳源，在保护性气体下进行除水和碳化，得到碳化产物；(2)将步骤(1)所述碳化产物在蒸汽中活化，得到活化产物；(3)对步骤(2)所述活化产物进行酸浸，固液分离，得到所述活性炭。本发明提供的制备方法所用碳源为生活固体废弃物，例如白色垃圾、废纸、一次性医疗塑料、织物，来源丰富、价格低廉，且有助于固体废弃物的再利用。本发明提供的制备方法制得的活性炭材料具有高比表面积、性能稳定等性能。

技术领域

本发明属于环境功能材料领域是，涉及活性炭及其制备方法和用途，尤其涉及生活固体废弃物制备的活性炭及其制备方法和用途。

背景技术

生活固体废弃物主要是指在日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废弃物，即城市生活垃圾，主要包括居民生活垃圾、医院垃圾、商业垃圾、建筑垃圾(又称渣土)。随着社会的快速发展和人们生活需要提升，导致了众多生活固体废弃物的产生，例如塑料的发明与使用虽然进一步加快了人类发展的速度，但是也成为全世界难以解决的白色污染问题；还有大量的一次性医用固体废弃物大大影响了周边环境。

目前对于生活固体废弃物的处理主要有以下几种方式：填埋、焚烧、堆肥、回收再利用。

填埋可以分为卫生和不卫生填埋，对于国内不发达的城市及大部分农村所用的最主要方式是不卫生填埋，长期缺乏一套完整的卫生分类、初步处理等技术问题；对于发展较好的城市来说，卫生填埋占了很大的比例，例如北上广等一线城市。

焚烧是生活固体废弃物处理中实现无害化、减量化、资源化最好的方法，可以减少90％左右的体积。焚烧产生的热可用于发电，是较好的资源化方案。但是由于生活固体废弃物往往会含有大量水分甚至易燃等问题，必须经过分选、破碎、干燥、制作成垃圾制燃料之后才能进行使用，有一定的应用场景。但是对于焚烧后的灰烬仍需要再次分类，筛选才能再利用。

堆肥主要通过厌氧发酵和有氧发酵使得垃圾中的有机物质发生生物化学反应，生成一种类似腐植质土壤的物质，可以作肥料有，同时还有可燃气体的产生。堆肥需要对垃圾进行较为彻底的分类，避免金属及陶瓷等垃圾进入发酵池；同时还可能出现微生物和病毒的污染。垃圾中的废纸、黑色和有色金属、塑料、织物、玻璃陶瓷、皮革橡胶等有用成分，应回收利用。这也是保护环境的重要措施之一。

回收再利用主要是指垃圾中的废纸、黑色和有色金属、塑料、织物、玻璃陶瓷、皮革橡胶等有用成分，可以回收再利用。这也是保护环境的重要措施之一。

活性炭是一种经过特殊处理的炭材料，具有发达的孔道结构和较高比表面积，它具有物理吸附和化学吸附的双重特性使其具有广泛的应用，如脱色吸附、气体吸附、化工行业的催化剂及载体，水处理、石油行业的脱硫除臭等等。

CN103130223A公开了一种利用城市固体废弃物作为原料制备活性炭的方法，包括如下步骤：选择城市固体废弃物作为原料；将原料进行预处理，包括干燥、粉碎、过筛，称取经过预处理的炭质原料，在炭化料中加入KOH粉末，再加入过量去离子水，置于烘箱中干燥；将经过预处理的样品放入在瓷盅内，放入热解炉的石英管中，在通入氮气作为保护气的情况下，开始升温，并在此温度下热解，得到活性炭样品。

虽然上述方案能够用固体废弃物作为原料制备活性炭，但是上述方案得到的活性炭的表面积和性能有待进一步提升。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供生活固体废弃物制备的活性炭及其制备方法和用途。本发明提供的制备方法以生活固体废弃物作为碳源，可制备出高比表面积、性能稳定的的活性炭材料。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种生活固体废弃物制备活性炭的方法，所述方法包括以下步骤：