一種菠蘿蜜殼臭氣吸附劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種菠蘿蜜殼臭氣吸附劑，制備方法包括以下步驟：將廢棄菠蘿蜜殼粉碎過100?120目篩，烘干至恒重；將天然產(chǎn)出的白云石制成粒徑為2?20um的細(xì)粉料，并投入KCl溶液中浸泡；以1:1.8?3.6的料液比充分混合菠蘿蜜殼粉與白云石細(xì)粉浸泡液，進(jìn)行炭化處理，得到炭化料；讓炭化料經(jīng)水蒸氣活化，得到活性炭；再微波輻射活性炭，冷卻即得炭化樣；用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5?0.8％的Na2S溶液淋洗炭化樣，再用去離子水水洗至pH呈中性，烘干至恒重，即可。本發(fā)明還公開了所述菠蘿蜜殼臭氣吸附劑在魚腐敗臭氣吸附中的應(yīng)用。本發(fā)明的有益效果為：低成本，高炭轉(zhuǎn)化率，比表面積大，微孔率、中孔率高，臭氣吸附效果好。
【專利說明】
一種菠蘿蜜殼臭氣吸附劑
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種菠蘿蜜殼臭氣吸附劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 惡臭是一種影響廣泛的公害，強(qiáng)烈刺激人的心理，嚴(yán)重時引起中毒。作為世界上七 種環(huán)境公害之一，它對人體的毒害是多方面的：如引起人體反射性地抑制吸氣，妨礙正常呼 吸功能;使人食欲不振、惡心嘔吐，可能導(dǎo)致消化系統(tǒng)功能減退以及內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂，影響 機(jī)體的代謝活動;強(qiáng)烈刺激人的眼睛等。惡臭的污染源分布廣泛，分為工業(yè)、生活和體泌3大 類。臭氣一般是多組分混和物，其主要成分是含硫化物，含氮化物，含氧化物，鹵素衍生物和 各種烴類。由于其對人體所造成的危害已位居七種環(huán)境公害中第二位，僅次于噪聲，因而國 內(nèi)外都對惡臭污染給予了高度重視，物化除臭法是目前普遍應(yīng)用的除臭方法之一，吸附劑 活性炭比表面積大，吸附量較大，因而被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，活性炭因生產(chǎn)工藝、原料的 不同，性能懸殊非常大，用途也不一樣。近年來，隨著人們環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，綜合考慮原 料、成本及可持續(xù)發(fā)展等各個因素，利用具豐富來源的果殼廢棄物制備活性炭已成為焦點。 [0003] 菠蘿蜜(Artocarpus heterophyllus lam.)為?？颇静ぬ}屬植物，又稱木菠蘿，樹 菠蘿，大樹菠蘿，蜜冬瓜，牛肚子果，是世界著名的熱帶水果，富含糖、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化 合物和纖維質(zhì)，廣泛應(yīng)用于食品、美容、中藥等多種領(lǐng)域。但是在菠蘿蜜的加工過程中占據(jù) 菠蘿蜜整果比重68%以上的菠蘿蜜殼常常被當(dāng)作廢棄物丟掉，造成了極大的浪費，目前關(guān) 于菠蘿蜜殼的研究主要集中在對其中果膠的提取和利用上，將其應(yīng)用于活性炭的制備尚無 報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種菠蘿蜜殼臭氣吸附劑，它是以廢棄菠蘿蜜殼為原料， 采用白云石為活化劑，N a 2 S溶液為淋洗液而制得的低成本、高碳轉(zhuǎn)化率、高吸附量的吸附 劑，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種菠蘿蜜殼臭氣吸附劑，所述菠蘿蜜殼臭氣吸 附劑的制備方法包括以下步驟:將廢棄菠蘿蜜殼粉碎過100-120目篩，烘干至恒重;將天然 產(chǎn)出的白云石制成粒徑為2-20um的細(xì)粉料，并投入KCl溶液中浸泡；以1:1.8-3.6的料液比 充分混合菠蘿蜜殼粉與白云石細(xì)粉浸泡液，進(jìn)行炭化處理，得到炭化料;讓炭化料經(jīng)水蒸氣 活化，得到活性炭;再微波輻射活性炭，冷卻即得炭化樣;用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為〇. 5-0.8 %的似心溶 液淋洗炭化樣，再用去離子水水洗至PH呈中性，烘干至恒重，即得本發(fā)明菠蘿蜜殼臭氣吸附 劑。
[0006] 優(yōu)選的，上述方法中KCl溶液的濃度為0.8-1.2mol/L。
[0007] 優(yōu)選的，上述方法中白云石細(xì)粉的浸泡時間為25-45min。
[0008] 優(yōu)選的，上述方法中炭化處理的溫度為470-520°C，炭化時間為2.5-3.5h。
[0009] 優(yōu)選的，上述方法中水蒸氣活化炭化料的溫度為700-850°C，活化時間為50min- 1.5h〇
[0010]優(yōu)選的，上述方法中微波輻射活性炭的功率為500-650W，輻射時間為3-5min。
[0011]優(yōu)選的，上述方法中Na2S溶液的淋洗時間為8-12min。
[0012] 本發(fā)明還提供上述一種菠蘿蜜殼臭氣吸附劑在魚腐敗臭氣吸附中的應(yīng)用。
[0013] 本發(fā)明首次以富含有機(jī)酸、脂肪、黃酮和多酚等有機(jī)物的菠蘿蜜殼為原料，以來源 廣、成本低的白云石為活化劑，其中白云石的化學(xué)成分為CaMg(CO 3)2,可含?6、11^13、211等元 素。這些金屬離子是活化反應(yīng)發(fā)生的集中地，可催化氣化產(chǎn)生的中空反應(yīng)，同時還可催化主 要產(chǎn)生微孔的非催化活化反應(yīng)，所產(chǎn)生的微孔和中孔可使金屬微粒暴露于水蒸氣氣氛中繼 續(xù)催化活化反應(yīng)，循環(huán)往復(fù)產(chǎn)生大量中孔。氯化鉀在前期可改變熱解歷程、增加活性中心、 促進(jìn)初始孔隙的形成，由此得到最佳"炭素前驅(qū)體"，在活化過程中通過浸蝕作用及強(qiáng)大的 反應(yīng)性縮短活化時間，增大比表面積及微孔數(shù)量。水蒸氣既有液體對溶質(zhì)的較大溶解度的 特性，又有氣體易擴(kuò)散和運動的特性，使非極性有機(jī)化反應(yīng)物易于進(jìn)入大孔甚至微孔物質(zhì) 中，從而促使均相和快速反應(yīng)，并有利于活化反應(yīng)的進(jìn)行。
[0014] 微波是指波長在Imm~Im之間，頻率范圍為300MHz~300GHz的電磁波。微波輻照可 透射到材料內(nèi)部，通過離子導(dǎo)電和分子極化以及旋轉(zhuǎn)機(jī)制使偶極電子反復(fù)極化、相互摩擦， 從而使微波能量轉(zhuǎn)化成熱能?；钚蕴磕芎芎玫匚瘴⒉ǎm宜的微波功率能有效地其改變 孔徑和孔容，同時影響其表面官能團(tuán)。Na 2S溶液的淋洗可進(jìn)一步改變和修飾炭化樣的表面 化學(xué)結(jié)構(gòu)，增加其表面主要含氧官能團(tuán)的含量，使其對氣體有更強(qiáng)的吸附力。
[0015] 本發(fā)明的有益效果為:首次利用高固定碳含量、低灰分的廉價廢棄菠蘿蜜殼為吸 附劑制備原料，以白云石為活化劑、催化劑，并用似心溶液淋洗，炭轉(zhuǎn)化率高，得到的菠蘿蜜 殼臭氣吸附劑比表面積大，微孔率、中孔率高，臭氣吸附效果好。
【具體實施方式】
[0016] 為使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實施例對 本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017] 下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0018] 下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0019] 實施例1
[0020] 將廢棄菠蘿蜜殼粉碎過100目篩，烘干至恒重；將天然產(chǎn)出的白云石制成粒徑為 2um的細(xì)粉料，并投入0 · 8mol/L KCl溶液中浸泡25min;以1:1 · 8的料液比充分混合菠蘿蜜殼 粉與白云石細(xì)粉浸泡液，470 °C進(jìn)行炭化處理2.5h，得到炭化料;讓炭化料經(jīng)水蒸氣700 °C活 化50min，得到活性炭;再500W微波福射活性炭3min，冷卻即得炭化樣；用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5 % 的似以溶液淋洗炭化樣8min，再用去離子水水洗至pH呈中性，烘干至恒重，即得本發(fā)明菠蘿 蜜殼臭氣吸附劑。
[0021] 實施例2
[0022]將廢棄菠蘿蜜殼粉碎過110目篩，烘干至恒重；將天然產(chǎn)出的白云石制成粒徑為 I Ium的細(xì)粉料，并投入1.0 mol/L KCl溶液中浸泡35min;以1: 2.7的料液比充分混合菠蘿蜜 殼粉與白云石細(xì)粉浸泡液，495 °C進(jìn)行炭化處理3. Oh，得到炭化料;讓炭化料經(jīng)水蒸氣775 °C 活化IhlOmin，得到活性炭;再575W微波福射活性炭4min，冷卻即得炭化樣；用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.65%的似以溶液淋洗炭化樣lOmin，再用去離子水水洗至pH呈中性，烘干至恒重，即得本 發(fā)明菠蘿蜜殼臭氣吸附劑。
[0023] 實施例3
[0024]將廢棄菠蘿蜜殼粉碎過120目篩，烘干至恒重；將天然產(chǎn)出的白云石制成粒徑為 20um的細(xì)粉料，并投入1.2mol/L KCl溶液中浸泡45min;以1:3.6的料液比充分混合菠蘿蜜 殼粉與白云石細(xì)粉浸泡液，520 °C進(jìn)行炭化處理3.5h，得到炭化料;讓炭化料經(jīng)水蒸氣850 °C 活化1.5h，得到活性炭;再650W微波福射活性炭5min，冷卻即得炭化樣；用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8 % 的似以溶液淋洗炭化樣12min，再用去離子水水洗至pH呈中性，烘干至恒重，即得本發(fā)明菠 蘿蜜殼臭氣吸附劑。
[0025] 實施例4
[0026] 采用比表面自動分析儀(Autosorb-iQ，美國康塔儀器公司）測定實施例1、2和3所 得菠蘿蜜殼臭氣吸附劑的比表面積，結(jié)果見表1。
[0027]表1實施例1、2和3所得菠蘿蜜殼臭氣吸附劑的比表面積
[0029] 實施例5
[0030]采用常規(guī)方法測得實施例1、2和3所得菠蘿蜜殼臭氣吸附劑的碳轉(zhuǎn)化率，結(jié)果見表 2〇
[0031 ] 表2實施例1、2和3所得菠蘿蜜殼臭氣吸附劑的碳轉(zhuǎn)化率
[0033] 實施例6
[0034] 采用常規(guī)方法測得實施例1、2和3所得菠蘿蜜殼臭氣吸附劑對魚腐敗臭氣的吸附 率，魚腐敗臭氣中的3中主要氣體成分為硫化氫、氧化氮和三甲胺，結(jié)果見表3。
[0035] 表3實施例1、2和3所得菠蘿蜜殼臭氣吸附劑對魚腐敗臭氣的吸附率
[0037]從表3可知實施例1、2和3所得菠蘿蜜殼臭氣吸附劑對硫化氫、氧化氮和三甲胺氣 體的吸附率均高于95.9%，對硫化氫氣體的吸附率最高可達(dá)99.2%，表明本發(fā)明提供的菠 蘿蜜殼臭氣吸附劑可高效吸附魚腐敗臭氣。
[0038]顯然，上述6個實施例僅是本發(fā)明的部分實施例，而不是全部實施例。基于本發(fā)明 的啟示，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方 式，都屬于本方面所保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種菠蘿蜜殼臭氣吸附劑，其特征在于，所述菠蘿蜜殼臭氣吸附劑的制備方法包括 以下步驟:將廢棄菠蘿蜜殼粉碎過100-120目篩，烘干至恒重;將天然產(chǎn)出的白云石制成粒 徑為2-20um的細(xì)粉料，并投入KC1溶液中浸泡；以1:1.8-3.6的料液比充分混合菠蘿蜜殼粉 與白云石細(xì)粉浸泡液，進(jìn)行炭化處理，得到炭化料;讓炭化料經(jīng)水蒸氣活化，得到活性炭;再 微波輻射活性炭，冷卻即得炭化樣；用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-0.8 %的似以溶液淋洗炭化樣，再用 去離子水水洗至pH呈中性，烘干至恒重，即得本發(fā)明菠蘿蜜殼臭氣吸附劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述菠蘿蜜殼臭氣吸附劑，其特征在于，所述制備方法中KC1溶液的 濃度為 0.8-1.2mol/L。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述菠蘿蜜殼臭氣吸附劑，其特征在于，所述制備方法中白云石細(xì)粉 的浸泡時間為25-45min。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述菠蘿蜜殼臭氣吸附劑，其特征在于，所述制備方法中炭化處理的 溫度為470-520 °C，炭化時間為2.5-3.5h。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述菠蘿蜜殼臭氣吸附劑，其特征在于，所述制備方法中水蒸氣活化 炭化料的溫度為700-850°C，活化時間為50min-l .5h。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述菠蘿蜜殼臭氣吸附劑，其特征在于，所述制備方法中微波輻射活 性炭的功率為500-650W，輻射時間為3-5min。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述菠蘿蜜殼臭氣吸附劑，其特征在于，所述制備方法中 Na2S溶液的淋洗時間為8-12min。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述菠蘿蜜殼臭氣吸附劑在魚腐敗臭氣吸附中的應(yīng)用。
【文檔編號】B01J20/20GK106006637SQ201610341297
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】楊廣群, 曹麗萍
【申請人】佛山市聚成生化技術(shù)研發(fā)有限公司