[发明专利]一种利用菌丝固废资源和煤制备的VOCs吸附剂及其制备方法

说明书

一种利用菌丝固废资源和煤制备的VOCs吸附剂及其制备方法，属于环境保护、固废利用及催化领域，可解决现有吸附剂吸附性能差，寿命短的问题，将焦煤、沥青、长焰煤、兰炭粉按比例进行机械混合，并用制样机统一破碎。将青霉素菌丝进行酸洗活化，再经过熟化后与上述煤粉和小苏打、熟化后的淀粉进行机械混合，加水混捏。将混合料经造粒后，进行炭化、水洗后得到高性能VOCs吸附剂。本发明以废菌丝为主体原料制备高性能VOCs催化剂，不仅解决了催化剂活性低，吸附性能差的问题，而且实现了对菌丝固废的资源的综合利用，减少了固体废弃物对环境的破环。

技术领域

本发明属于环境保护、固废利用及催化技术领域，具体涉及一种利用青霉素菌丝固废资源和煤资源制备的高性能VOCs吸附剂及其制备方法。

背景技术

青霉素废菌丝是生物制药行业制备青霉素过程中产生的残渣，属于一种危险的固废弃物。据调查，我国的青霉素产量占世界总参量的三分之一，各大制药厂每年生产的废菌丝体量都在几万吨至几十万吨，数量巨大而且对环境造成严重污染。目前，国内处理方法有：焚烧、掩埋或者饲料处理，但是焚烧和填埋会造成严重的环境污染，而作为动物饲料处理已被国家相关部门明令禁止，故对于青霉素霉菌的处理迫不容缓。

发明专利CN105819442A公开了“一种利用青霉素废菌丝脱氮制备活性炭的方法”，该方法先对青霉素碱洗脱氮，后洗涤干燥磨粉，活化，炭化制备活性炭。但该方法制备的活性炭强度低，使用寿命低，从而导致吸附和脱附性能差。

发明专利CN105854809B公开了“利用普通椰壳为原料，经粉碎后添加粘结剂混匀成型，通过负载金属阳离子对其进行改性，高温碳化活化制备得到柱状椰壳活性炭”，该方法利用传统工艺先炭化后活化的流程，这种生产工艺得到的产品的空隙结构和孔径孔容分布是很不均匀的，在通过空隙结构和比表面积分析仪中发现，这种工艺生产的的活性炭只有表面具有一定的孔径孔容和官能团，因此它的性能和工作容量会大打折扣，从而导致寿命短，性能差等缺陷。

发明内容

本发明针对现有吸附剂吸附性能差，寿命短的问题，提供一种利用菌丝固废资源和煤制备的高性能VOCs吸附剂及其制备方法。本发明以菌丝和煤原料为主体，混合熟淀粉和小苏打等原料，将其捏合造粒，进行炭化水洗后得到的一种高性能VOCs吸附剂。该吸附剂克服了一般VOCs催化剂性能差，寿命短，强度低等问题，并将废弃的青霉素菌丝进行重新利用，实现固废资源化，并且具有高性能吸附的优势。本发明制备的VOCs吸附剂方法简单，可实现工业化生产，制得的催化剂稳定性强、性能好。

本发明采用如下技术方案：

一种利用菌丝固废资源和煤制备的高性能VOCs吸附剂，包括质量百分数的组份：焦煤10%-15%、沥青5%-10%、长焰煤10%-15%、兰炭粉10%-15%、青霉素菌丝48%-53%、木薯淀粉0.5%~2%、聚乙二醇0.5%~1%、聚乙烯醇0.5%~1%、小苏打0.5%~1%、水0.5%~1%和乙醇0.5%~1%。

一种利用菌丝固废资源和煤制备的高性能VOCs吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步，将焦煤、沥青、长焰煤和兰炭粉按比例进行机械混合，然后用制样机进行粉碎，研磨成粉，混合均匀，得到混合料A；

第二步，将青霉素菌丝干燥后，破碎，用浓度为65%-85%磷酸进行酸洗活化，然后进行熟化至青霉素菌丝具有可塑性，得到菌丝预处理组分B；

第三步，将木薯淀粉、聚乙二醇、聚乙烯醇和小苏打溶解于水和乙醇溶液中，得到粘结组分C；

第四步，将混合料A、菌丝预处理组分B和粘结组分C进行捏合，并在平模碾压机下进行造粒，得到造粒料；

第五步，将第四步中的造粒料进行炭化、水洗、干燥后得到高性能VOCs吸附炭。

第一步中所述混合料A的粒径为150-200目。