[发明专利]一种利用食用菌菌渣制备高效除磷活性炭的方法

说明书

本发明涉及一种利用食用菌菌渣制备高效除磷活性炭的方法。该方法包括以下步骤：A、取食用菌菌渣，清除砂石和泥土，干燥，然后粉碎，过20‑60目筛；B、将菌渣粉末与活化剂进行研磨混合，在惰性气体保护下，在650‑800℃下碳化活化1‑3小时，冷却，得到反应物固体；C、对反应物固体进行酸洗，然后用去离子水将其冲洗至中性，干燥，得干燥物；D、取干燥物，加入与相当于干燥物重量8‑12倍的镧离子溶液，在不断搅拌状态下干燥，然后在350‑450℃下煅烧2‑8小时后，即得。本发明使用方便，材料易取，成本较低，安全实用的特点。

技术领域

本发明属于新兴产业固体废弃物资源化利用领域，具体涉及一种利用食用菌菌渣制备高效除磷活性炭的方法

背景技术

据统计，我国食用菌产量占全球总产量的75％，每年因此产生的食用菌菌渣超过6000万吨。贵州的食用菌产业起步较晚，但近年作为扶贫产业被大力扶持，也得到蓬勃发展。2019年贵州省食用菌产量约为110万吨，随之而产生的食用菌菌渣就达175万吨，随着食用菌产业的快速发展，这一数目将进一步激增。食用菌菌渣作为新兴产业的副产物，如何合理的处理和处置成了当前棘手的环境问题。

食用菌菌渣作为典型的生物质基固体废弃物，天然富碳，绿色可再生，可作为制备碳材料，如活性炭等的优质原料。但目前利用食用菌菌渣制备活性炭的研究尚且有限，对于活性炭制备工艺的调控和潜在用途的探索更是十分欠缺。例如《Preparation ofactivated carbon from edible fungi residue by microwave assisted K2CO3activation-Application in reactive black 5adsorption from aqueous solution》(Xiao et al.,2012,Bioresource Technology)报道，食用菌菌渣以K2CO3为活化剂，在微波反应器中进行碳化活化，所得活性炭的比表面积和总孔容分别为683.76m²/g和0.591cm³/g。类似的，《一种食用菌菌渣生物炭的制备方法》(CN201911179545)将食用菌菌渣先后利用ZnCl₂和H₂SO₄+H₃PO₄混合溶液进行处理，然后水热碳化，得到活性炭的比表面积为962m2/g。总体而言，目前所报道的食用菌菌渣活性炭的比表面积都相对较低，其原因可能在于传统制备活性炭的方法，尤其是活化剂和反应工艺的选择，适用于椰壳、剑麻、木屑、秸秆等生物质，而食用菌菌渣是生物质经过灭菌、食用菌生长等一系列过程后得到的副产物，在理化特性方面，食用菌菌渣应该与原生物质有极大的不同，从而导致传统的活性炭制备工艺在食用菌菌渣的利用上不奏效。因此，需要基于食用菌菌渣特殊的理化特性针对性的开发合适的活化剂及活化工艺，才能得到比表面积大、孔隙发达、活性位点丰富的活性炭。另一方面，磷是引起水体富营养化的关键，减少含磷废水(例如养殖废水、农田退水和生活污水等)的输入就能有效缓解水体富营养化。在诸多物理化学处理工艺中，吸附法因设备要求低、可操作性强，受到广泛的关注。但目前，开发低廉、绿色又高效的吸附剂成为吸附法除磷的重要瓶颈。食用菌菌渣活性炭的吸附用途已经有研究者在探索，包括《利用食用菌渣制备高性能活性炭有机污染物吸附剂的方法》(CN201911007061.X)用于吸附有机物氯苯和二氯甲烷，《一种高效去除重金属铅和镉平菇菌渣生物炭吸附剂的制备方法》(CN201710785849.8)用于吸附重金属铅和镉。但总体而言，关于食用菌菌渣活性炭应用功能的开发相对有限，尤其在作为吸附剂去除水体中的重金属、有机物、磷等的更是少。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用食用菌菌渣制备高效除磷活性炭的方法，该方法利用食用菌菌渣制备高效除磷活性炭，同时实现了食用菌菌渣这种新兴产业固体废弃物的资源化利用和低廉高效除磷活性炭吸附剂的开发，具有重要经济意义和环境意义，具有巨大的市场前景。。

本发明的目的是通过下列的技术方案实现的：

所述的利用食用菌菌渣制备高效除磷活性炭的方法，包括以下步骤：