[发明专利]一种碳基材料及其制备方法与在果蔬废弃物处理中的应用

说明书

本发明涉及环保材料制备技术领域，具体公开了一种碳基材料及其制备方法与在果蔬废弃物处理中的应用。所述的碳基材料的制备方法，其包括如下步骤：(1)取玉米秸秆粉以及焦煤粉混合得混合原料；(2)将混合原料放入混合酸溶液中浸泡3～6h，取出后洗涤至中性；(3)将经混合酸溶液浸泡处理过的原料在氮气保护下，将温度升至400～450℃下碳化2～4h；接着将温度升至800～900℃下碳化3～6h；(4)通入水蒸气，在800～900℃下活化30～60min得活性炭吸附材料；(5)将活性炭吸附材料放入菌液中浸泡5～10d，取出后即得所述的碳基材料。所述的碳基材料能大幅度固定厌氧细菌，同时可以促进厌氧细菌提高产气量以及提高废弃果蔬的挥发性固体含量去除率。

技术领域

本发明涉及环保材料制备技术领域，具体涉及一种碳基材料及其制备方法与在果蔬废弃物处理中的应用。

背景技术

果蔬废弃物是包括水果废弃物和蔬菜废弃物；水果废弃物包括腐烂后丢弃的水果以及食用后的水果残余物；蔬菜废弃物是指蔬菜种植和加工过程中产生的秸秆、藤秧、根、茎叶、烂果等废弃物。

果蔬废弃物若处理不当会造成环境污染；因此，果蔬废弃物的处理是亟待解决的环境问题之一。目前填埋、焚烧、高温堆肥以及发酵等方式是处理果蔬废弃物的常用方法。然而目前的发酵方式在处理果蔬废弃物时存在发酵时间长、挥发性固体含量去除率低以及产气量少等问题。若能成功解决上述之一的技术问题，那么采用发酵方式在处理蔬果废弃物将会取得更好的经济效益。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述至少之一的技术问题，本发明提供了一种碳基材料。

本发明所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：

一种碳基材料的制备方法，其包括如下步骤：

(1)取玉米秸秆粉以及焦煤粉混合得混合原料；

(2)将混合原料放入混合酸溶液中浸泡3～6h，取出后洗涤至中性；

(3)将经混合酸溶液浸泡处理过的原料在氮气保护下，将温度升至400～450℃碳化2～4h；接着将温度升至800～900℃碳化3～6h；

(4)通入水蒸气，在800～900℃活化30～60min得活性炭吸附材料；

(5)将活性炭吸附材料放入菌液中浸泡5～10d，取出后即得所述的碳基材料。

发明人在试验中惊奇的发现：以玉米秸秆粉以及焦煤粉为原料制备到的活性炭吸附材料其能大幅度固定厌氧细菌，同时可以促进厌氧细菌提高产气量以及提高废弃果蔬的挥发性固体含量去除率。

优选地，步骤(1)中玉米秸秆粉以及焦煤粉的重量比为1:2～4。

最优选地，步骤(1)中玉米秸秆粉以及焦煤粉的重量比为1:3。

优选地，步骤(1)中玉米秸秆粉的粒径为0.1～0.3cm，焦煤粉的粒径为200～400μm。

最优选地，步骤(1)中玉米秸秆粉的粒径为0.2cm，焦煤粉的粒径为300μm。

优选地，步骤(2)中所述的混合酸溶液是指由浓硫酸和浓硝酸组成的混合酸溶液，所述浓硫酸和浓硝酸的体积比为1～3:1。

优选地，步骤(3)中将温度以5～10℃/min的速度升至400～450℃碳化2～4h；接着将温度以3～5℃/min的速度升至800～900℃碳化3～6h。

优选地，步骤(3)中将温度以8℃/min的速度升至420℃碳化3h；接着将温度以4℃/min的速度升至850℃碳化5h。

优选地，步骤(4)中通入水蒸气，在850℃活化40min得活性炭吸附材料。