[发明专利]一种醋糟生物质炭-二硫化钼复合材料的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种醋糟生物质炭‑二硫化钼复合材料的制备方法和应用，该复合材料以制醋工业废弃物‑醋糟为原料，经热裂解制备生物质炭，采用水热法在所得生物质炭表面合成二硫化钼(MoS₂)纳米片得到。本发明利用废弃物制备复合材料，该复合材料具有多孔结构，比表面积大，吸附能力强，能显著降低油田污水COD，在处理油田污水、印染污水等工业污水处理中具有巨大应用潜力，同时为制醋企业资源化利用醋糟废弃物提供了一种新方法。

技术领域

本发明涉及油田污水处理领域，具体涉及一种醋糟生物质炭-二硫化钼复合 材料及其制备方法和应用。

背景技术

目前，大部分油田进入二次采油开发的中期和后期，大都采用注水开采方式。 据测算，每生产l吨原油，约需注水2～3吨，采出油的含水量为70％～80％(部 分已进入生产后期的油田，原油含水量高达90％)。油田污水水质复杂，含有石 油、破乳剂、盐、酚、硫等多种成分。

油田污水对环境的危害主要包括：①浮油形成油膜后阻碍大气复氧；②好氧 微生物分解乳化油和溶解油，分解过程中消耗水中溶解氧，同时产生大量CO₂导致pH值降低，造成水生动物不能生存；③油田污水若进入土壤，土层对油污 的吸附和过滤作用，导致在土壤表层形成油膜，使空气难以进入，抑制土壤微生 物的活力，破坏土层团粒结构。此外，人类摄入石油类化合物可发生各种中毒症 状，显著影响肠胃、肺、中枢神经系统和造血系统等，因此油田污水的有效处理 极其必要。吸附法处理含油污水的主要原理是利用亲油性材料的物理及化学吸附 性能，吸附含油污水中的溶解油和其他污染物的过程。吸附法简单易行，成本低， 同时对其他方法难以去除的一些大分子有机污染物的处理效果尤为显著，因而吸 附法在含油污水处理中有着不可取代的作用。制备性能优良的吸附材料是吸附法 处理油田污水的首要条件。

醋糟是酿醋过程中产生的主要固体废弃物，中国每年约产生300万吨醋糟。 醋糟具有酸度高，分解速度缓慢等特性，综合利用困难，严重污染环境。醋糟的 资源化综合处理成为亟待解决的问题。醋糟常规的处理方式是堆肥制备有机肥、 无氧发酵产甲烷和制备生物质炭等，这些方法存在处理周期长、能耗高、易产生 二次污染的问题。事实上，醋糟是一种含较多碳的固体废弃物，是制备生物质炭 的理想材料。在申请人前期申请的中国专利202010217436.1中，已经阐述了一 种通过热裂解将醋糟制备成生物质炭的方法。

MoS₂是一种层状二维材料，在其分子层是由两层S原子层将一层Mo原子 层紧紧的夹在层间，形成S-Mo-S的三明治结构。MoS₂中S原子对多种重金属 (如Hg2+，Ag+)有较强吸附作用，同时MoS₂对多种染料等有机污染物也有较 强吸附能力。与石墨烯类似，MoS₂纳米片具有较大的比表面积，化学性能稳定， 是一种具有良好的新型吸附剂。然而MoS₂纳米片容易聚集，影响其吸附性能。

发明内容

发明目的：针对油田污水处理需要大量廉价高效的吸附材料，以及酿醋企业 需要开发更多醋糟处理方法等问题，本发明提供一种醋糟生物质炭-二硫化钼复 合材料，该复合材料具有多孔结构，比表面积大，吸附能力强，能显著降低油田 污水COD，在处理油田污水、印染污水等工业污水处理中具有巨大应用潜力。

本发明还提供了所述醋糟生物质炭-二硫化钼复合材料的制备方法和应用。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述一种醋糟生物质炭-二硫化钼复 合材料，以醋糟为原料形成生物质炭，再在所得生物质炭表面合成二硫化钼 (MoS₂)纳米片得到醋糟生物质炭-二硫化钼复合材料。

作为优选，所述复合材料以制醋工业废弃物-醋糟为原料，经热裂解制备生 物质炭，进而采用水热法在所得生物质炭表面合成二硫化钼(MoS₂)纳米片。

本发明所述的醋糟生物质炭-二硫化钼复合材料的制备方法，包括如下步骤：