[发明专利]一种含碳复合材料及其制备方法与在厨余垃圾处理中的应用

说明书

本发明涉及环保材料制备技术领域，具体公开了一种含碳复合材料及其制备方法与在厨余垃圾处理中的应用。所述的含碳复合材料的制备方法，其包含如下步骤：(1)取植物纤维与碳纳米管混合，得植物纤维与碳纳米管混合物；(2)将植物纤维与碳纳米管混合物放入混合溶剂中进行超声处理，超声处理结束后，分离固体，干燥后得经前处理的植物纤维与碳纳米管混合物；(3)将经前处理的植物纤维与碳纳米管混合物加入到菌液中浸泡，浸泡结束后取出固体，干燥后即得所述的含碳复合材料。将该含碳复合材料用于处理厨余垃圾，其具有较高的产气量以及挥发性固体含量去除率。

技术领域

本发明涉及厨余垃圾处理技术领域，具体涉及一种含碳复合材料及其制备方法与在厨余垃圾处理中的应用。

背景技术

厨余垃圾是指家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业在日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾。目前厨余垃圾处理的处理方式主要有填埋法、焚烧法、厌氧发酵、好氧堆肥法以及生物转化技术。

厌氧发酵是指采用甲烷菌在缺氧或无氧环境下，将厨余垃圾分解为甲烷、二氧化碳和水等，其中产生的甲烷是一种清洁能源，可以作为用于发电、集中供热。但采用厌氧发酵技术来处理厨余垃圾存在发酵时间长、挥发性固体含量去除率不高、以及产气量低等问题。

发明内容

本发明目的在于至少在一定程度上解决背景技术中指出的其中之一的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种含碳复合材料的制备方法，其包含如下步骤：

(1)取植物纤维与碳纳米管混合，得植物纤维与碳纳米管混合物；

(2)将植物纤维与碳纳米管混合物放入混合溶剂中进行超声处理，超声处理结束后，分离固体，干燥后得经前处理的植物纤维与碳纳米管混合物；

(3)将经前处理的植物纤维与碳纳米管混合物加入到菌液中浸泡，浸泡结束后取出固体，干燥后即得所述的含碳复合材料。

发明人通过大量的实验摸索发现：将植物纤维和碳纳米管混合后经混合溶剂处理，然后再放入菌液中浸泡得到的含碳复合材料，将该含碳复合材料用于处理厨余垃圾，其具有较高的产气量以及挥发性固体含量去除率。

优选地，步骤(1)中植物纤维与碳纳米管的重量比为5～10:1。

进一步优选地，步骤(1)中植物纤维与碳纳米管的重量比为6～8:1。

最优选地，步骤(1)中植物纤维与碳纳米管的重量比为7:1。

优选地，步骤(1)中所述的植物纤维选自玉米秸秆纤维以及椰壳纤维的混合；

所述的玉米秸秆纤维与椰壳纤维的重量比为2～4:1。

最优选地，所述的玉米秸秆纤维与椰壳纤维的重量比为3:1。

发明人进一步研究发现，在本发明所述的方法中，植物纤维的种类对于制备得到的含碳复合材料在处理厨余垃圾过程中的产气量以及挥发性固体含量去除率具有重要的影响。发明人在研究过程中惊奇的发现，当植物纤维采用玉米秸秆纤维以及椰壳纤维的混合时，其制备得到的含碳复合材料在处理厨余垃圾过程中的产气量以及挥发性固体含量去除率远远高于仅仅采用玉米秸秆纤维或椰壳纤维制备得到的含碳复合材料。

优选地，步骤(2)中植物纤维与碳纳米管混合物与混合溶剂的重量比为1:15～25。

最优选地，步骤(2)中植物纤维与碳纳米管混合物与混合溶剂的重量比为1:20。

优选地，所述的混合溶剂是指由乙酸乙酯、甲醇和水组成的混合溶剂。

其中，乙酸乙酯、甲醇和水的重量比为1:3～5:7～10。