[发明专利]一种活性炭及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及固废垃圾制备活性炭技术领域，尤其涉及一种活性炭及其制备方法和应用。本发明提供了一种活性炭的制备方法，包括以下步骤：将腐坏生物质、废旧纺织品和水混合后，进行发酵，得到共混发酵产物；将所述共混发酵产物进行热解碳化，得到所述活性炭；所述发酵的温度为0～60℃，时间为0.1～150h。所述制备方法制备得到的活性炭具有较大的比表面积和较高的活性。

技术领域

本发明涉及固废垃圾制备活性炭技术领域，尤其涉及一种活性炭及其制备方法和应用。

背景技术

纺织品的生产除会消耗大量的棉、毛、丝和麻等天然纤维之外，还会消耗大量的混纺和合成纤维等，而混纺和合成纤维是由不可再生资源石油提炼而出。而大部分的纺织品在几年之后就会变成废旧纺织品，且废旧纺织品的回收比例很低，无法实现大量的废旧纺织品的可重复利用。因此，如何处理这些废旧纺织品是目前实现可持续发展的关键所在。

传统处理废旧纺织品的方法主要有焚烧处理和填埋处理。在实际填埋处理中，废旧纺织纤维中不仅有纯棉织物，混纺和合成纤维(如涤纶、丙纶和腈纶等)的占比也十分巨大，而混纺与合成纤维分解的过程十分的缓慢，若做填埋处理不仅浪费了材料资源，还会导致土壤的硬化，破坏土壤活性，造成土地资源的浪费。焚烧处理作为最直接的能量回收方式可以将废旧纺织品中高热值化学纤维转化为热量用于火力发电，该方法操作简单，成本较低，可以将很多不容易降解的废旧混纺纤维处理掉，但是焚烧的过程中会产生大量含有有毒有害物质的烟气，包括大量的PM10、PM2.5和二噁英等持久性有机污染物，对环境和人体健康造成极大的伤害。

利用废旧纺织品制备生物复合碳材料，不仅可以解决传统处理方法对环境的污染问题，还可以在一定程度上解决资源短缺和浪费的问题，做到了真正的环保低碳，从而具有一定的经济效益和社会效益。热解碳化得到的碳材料具有优异的导电性、化学稳定性和多孔性，使其在空气净化、污水处理、传感、能量存储转换以及生物医药方面都有着广泛的应用。因此，对纺织废弃物和纺织生产过程中产生的废弃物进行循环再利用，既保护了世界上有限的资源，也保护了自然环境，这正是我国经济可持续发展的必然趋势。

现阶段利用废旧纺织品制备碳有很多的难点，直接热解合成的碳往往表现出的性能比较差(例如比表面积小、活性低)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活性炭的制备方法，所述制备方法制备得到的活性炭具有较大的比表面积和较高的活性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种活性炭的制备方法，包括以下步骤：

将腐坏生物质、废旧纺织品和水混合后，进行发酵，得到共混发酵产物；

将所述共混发酵产物进行热解碳化，得到所述活性炭；

所述发酵的温度为0～60℃，时间为0.1～150h。

优选的，所述腐坏生物质包括腐坏蔬菜、腐坏水果和腐坏超富集植物中的一种或几种。

优选的，所述腐坏生物质与废旧纺织品的质量比为(0.01～100)：1。

优选的，所述腐坏生物质与废旧纺织品的总质量与水的体积比为1g：(0.1～5)mL。

优选的，进行所述热解碳化前还包括对所述共混发酵产物进行干燥；

所述干燥的温度为100～110℃，时间为20～25h。

优选的，所述热解碳化在保护气氛中进行；

所述保护气氛的气体为二氧化碳、氮气和惰性气体中的一种或几种。

优选的，所述热解碳化的温度为300～1600℃，升温速率为0.1～1000℃/min，时间为0.1～10h。