[发明专利]一种微生物制备玉米秸秆多级孔活性炭材料的方法

说明书

一种微生物法制备玉米秸秆多级孔活性炭材料的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。本发明一种微生物法制备玉米秸秆多级孔活性炭材料的方法，其原料来源于玉米秸秆，原料简单易得，变废为宝，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，常温条件下放置1年，其对罗丹明b的吸附性能不变，制备方法简单易行，值得市场推广应用。

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玉米秸秆多级孔活性炭材料的方法。

背景技术

活性炭材料是经过加工处理所得的无定形碳，具有很大的比表面积，对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有良好的吸附能力。活性炭材料主要包括活性炭（Activated Carbon , A C ）和活性炭纤维（Activated Carbon Fibers, ACF ）等。活性炭材料作为一种性能优良的吸附剂，主要是由于其具有独特的吸附表面结构特性和表面化学性能所决定的。活性炭材料的化学性质稳定，机械强度高，耐酸、耐碱、耐热，不溶于水与有机溶剂，可以再生使用，已经广泛地应用于化工、环保、食品加工、冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域 。目前，改性活性炭材料被广泛用于污水处理、大气污染防治等领域，在治理环境污染方面越来越显示出其诱人的美好前景。

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微生物法制备玉米秸秆多级孔活性炭材料的方法。

本发明的目的是通过如下技术措施实现的：

一种微生物法制备玉米秸秆多级孔活性炭材料的方法，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。

进一步，一种微生物法制备玉米秸秆多级孔活性炭材料的方法，其特征在于，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。

进一步，一种微生物法制备玉米秸秆多级孔活性炭材料的方法，其特征在于，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。

进一步，一种微生物法制备玉米秸秆多级孔活性炭材料的方法，其特征在于，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。