本发明专利技术涉及环保材料制备技术领域，具体公开了一种用于处理厨余垃圾的炭基材料及其制备方法。所述的用于处理厨余垃圾的炭基材料的制备方法，其包含如下步骤：(1)将氯化铁溶于有机溶剂中，然后加入间苯二甲酸搅拌溶解后，在70‑78℃下反应10‑20h，分离产物得苯甲酸铁盐粉末；(2)取碳纳米管分散在有机溶剂中，然后加入步骤(1)制备得到的苯甲酸铁盐粉末，超声1‑3h后得苯甲酸铁盐负载的碳纳米管；(3)取步骤(2)制备得到的苯甲酸铁盐负载的碳纳米管加入到菌液中，在25‑35℃条件下震荡培养3‑7d，分离固体产物即得所述的用于处理厨余垃圾的炭基材料。采用本发明专利技术所述的炭基材料可以大幅提高产气率以及厨余垃圾的挥发性固体含量去除率。
【技术实现步骤摘要】
一种用于处理厨余垃圾的炭基材料及其制备方法
本专利技术涉及环保材料制备
，具体涉及一种用于处理厨余垃圾的炭基材料及其制备方法。
技术介绍
厨余垃圾是指居民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，同时也包括丢弃不用的菜叶、果皮、剩饭、茶渣、骨头等。厨余垃圾含有极高的水分与有机物，很容易腐坏，产生恶臭。采用发酵方式处理过的厨余垃圾可转化为新的资源，如发酵残渣可作为肥料、饲料，产生的沼气用作燃料或发电。但目前采用发酵方法处理厨余垃圾存在以下至少之一的问题需要解决：发酵时间长、挥发性固体含量去除率不高、以及产气量低。
技术实现思路
本专利技术目的在于至少在一定程度上解决
技术介绍
中指出的其中之一的技术问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：本专利技术的第一方面，提供一种用于处理厨余垃圾的炭基材料的制备方法，其包含如下步骤：(1)将氯化铁溶于有机溶剂中，然后加入间苯二甲酸搅拌溶解后，在70-78℃下反应10-20h，分离产物得苯甲酸铁盐粉末；(2)取碳纳米管分散在有机溶剂中，然后加入步骤(1)制备得到的苯甲酸铁盐粉末，超声1-3h后得苯甲酸铁盐负载的碳纳米管；(3)取步骤(2)制备得到的苯甲酸铁盐负载的碳纳米管加入到菌液中，在25-35℃条件下震荡培养3-7d，分离固体产物即得所述的用于处理厨余垃圾的炭基材料。本专利技术专利技术人在具有研究中惊奇的发现，苯甲酸铁盐负载的碳纳米管可以最大程度的固定细菌等微生物；进一步地，该材料在具体应用过程中，还可以促进细菌等微生物分解底物，提升发酵能力。上述菌液本领域技术问题可以根据需要按照常规方法进行配制。本专利技术所述的菌液是指含有厌氧菌的菌液。其制备方法为，在LB液体培养基中加入厌氧菌即得所述的菌液。具体地，所述的菌液通过如下方法制备得到：取1g甲烷菌加入到1L的LB液体培养基中混合均匀后即得所述的菌液。优选地，步骤(1)中氯化铁、有机溶剂以及间苯二甲酸的用量比为：3-4g:80-150mL:1-2g。进一步优选地，步骤(1)中氯化铁、有机溶剂以及间苯二甲酸的用量比为：3-3.5g:80-120mL:1.5-1.8g。最优选地，步骤(1)中氯化铁、有机溶剂以及间苯二甲酸的用量比为：3.24g:100mL:1.66g。优选地，步骤(1)中的有机溶剂为无水乙醇或甲醇。优选地，步骤(2)中所述的有机溶剂为二甲基甲酰胺。优选地，步骤(2)中碳纳米管、有机溶剂以及苯甲酸铁盐粉末的用量比为5-10g：1-3g：200-500mL。进一步优选地，步骤(2)中碳纳米管、有机溶剂以及苯甲酸铁盐粉末的用量比为8-10g：2-3g：300-400mL。最优选地，步骤(2)中碳纳米管、有机溶剂以及苯甲酸铁盐粉末的用量比为8g：2g：300mL。优选地，步骤(3)中苯甲酸铁盐负载的碳纳米管与菌液的用量比为1g:5-15mL。本专利技术的第二方面提供一种由上述制备方法制备得到的用于处理厨余垃圾的炭基材料。本专利技术的第三方面提供一种厨余垃圾处理膜，其将上述用于处理厨余垃圾的炭基材料负载在碳纤维无纺布上即得所述的厨余垃圾处理膜。有益效果：本专利技术提供了一种全新方法制备得到的用于处理厨余垃圾的炭基材料；采用本专利技术所述的炭基材料可以大幅固定甲烷菌，促进甲烷菌分解底物，提升发酵能力，缩短了厨余垃圾的处理周期；且在一定的发酵周期内，可以大幅提高产气率以及厨余垃圾的挥发性固体含量去除率。具体实施方式以下结合具体实施例来进一步解释本专利技术，但实施例并不限定本专利技术的保护范围。以下实施例中多壁碳纳米管购自山东大展纳米材料有限公司生产的多壁碳纳米管碳纳米管(碳管直径：15-30nm，碳管长度：3-15um，碳管厚度：4.1±1.3nm)以下实施例中甲烷菌购自山东苏柯汉生物工程股份有限公司生产的牌号为ZH-1001的甲烷菌。以下实施例中，挥发性固体含量通过如下方法测量：将样品放置瓷坩埚中，称重记为ag，然后放入马弗炉内，在600℃灼烧2h，取出冷却称重，记作bg；计算ag-bg即得所述样品挥发性固体含量。挥发性固体含量去除率＝(处理前样品挥发性固体含量-处理后样品挥发性固体含量)/处理前样品挥发性固体含量。实施例1用于处理厨余垃圾的炭基材料的制备(1)将氯化铁溶于无水乙醇中，然后加入间苯二甲酸搅拌溶解后，在78℃下反应12h，分离产物得苯甲酸铁盐粉末；其中，氯化铁、有机溶剂以及间苯二甲酸的用量比为：3.24g:100mL:1.66g；(2)取碳纳米管分散在二甲基甲酰胺中，然后加入步骤(1)制备得到的苯甲酸铁盐粉末，超声2h后得苯甲酸铁盐负载的碳纳米管；其中，碳纳米管、有机溶剂以及苯甲酸铁盐粉末的用量比为8g：2g：300mL；(3)取步骤(2)制备得到的苯甲酸铁盐负载的碳纳米管加入到菌液中，在30℃条件下震荡培养5d，分离固体产物即得所述的用于处理厨余垃圾的炭基材料；其中，苯甲酸铁盐负载的碳纳米管与菌液的用量比为1g:10mL；所述的菌液按如下方法制备得到：取1g甲烷菌加入到1L的LB液体培养基(用蒸馏水配置成含胰蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L、氯化钠5g/L的培养基)中混合均匀后即得所述的菌液。对比例1用于处理厨余垃圾的炭基材料的制备取碳纳米管加入到菌液中，在30℃条件下震荡培养5d，分离固体产物即得所述的用于处理厨余垃圾的炭基材料；其中，碳纳米管与菌液的用量比为1g:10mL；所述的菌液按如下方法制备得到：取1g甲烷菌加入到1L的LB液体培养基(用蒸馏水配置成含胰蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L、氯化钠5g/L的培养基)中混合均匀后即得所述的菌液。对比例1与实施例1的区别在于，在碳纳米管上直接固定细菌。实验例厨余垃圾的处理(1)取某饭店的厨余垃圾3kg，平均分成3份，每份1kg。(2)将厨余垃圾分别放入3个发酵罐中，分别加入2L水，以及加入厨余垃圾重量3％的实施例1或对比例1制备得到的用于处理厨余垃圾的炭基材料或直接加入甲烷菌(做对比)；控制温度在35℃，发酵7天；发酵过程中收集产生的气体。同时可以回收处理厨余垃圾的炭基材料进行再次循环利用。经7天发酵结束后计算产气率以及挥发性固体含量的去除率；结果见表1所示。表1.厨余垃圾的处理结果发酵用材料产气率挥发性固体含量的去除率实施例1炭基材料263mL/g97％对比例1炭基材料91mL/g78％甲烷菌62mL/g68％注：产气率是以厨余垃圾中1g挥发性固体为基础计算的气体产量。由表1结果可以看出，实施例1制备得到的用于处理厨余垃圾的炭基材料经7d的发酵，厨余垃圾中的挥发性固体含量的去除率为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于处理厨余垃圾的炭基材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：/n(1)将氯化铁溶于有机溶剂中，然后加入间苯二甲酸搅拌溶解后，在70-78℃下反应10-20h，分离产物得苯甲酸铁盐粉末；/n(2)取碳纳米管分散在有机溶剂中，然后加入步骤(1)制备得到的苯甲酸铁盐粉末，超声1-3h后得苯甲酸铁盐负载的碳纳米管；/n(3)取步骤(2)制备得到的苯甲酸铁盐负载的碳纳米管加入到菌液中，在25-35℃条件下震荡培养3-7d，分离固体产物即得所述的用于处理厨余垃圾的炭基材料。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于处理厨余垃圾的炭基材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
(1)将氯化铁溶于有机溶剂中，然后加入间苯二甲酸搅拌溶解后，在70-78℃下反应10-20h，分离产物得苯甲酸铁盐粉末；
(2)取碳纳米管分散在有机溶剂中，然后加入步骤(1)制备得到的苯甲酸铁盐粉末，超声1-3h后得苯甲酸铁盐负载的碳纳米管；
(3)取步骤(2)制备得到的苯甲酸铁盐负载的碳纳米管加入到菌液中，在25-35℃条件下震荡培养3-7d，分离固体产物即得所述的用于处理厨余垃圾的炭基材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中氯化铁、有机溶剂以及间苯二甲酸的用量比为：3-4g:80-150mL:1-2g。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中氯化铁、有机溶剂以及间苯二甲酸的用量比为：3-3.5g:80-120mL:1.5-1.8g。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中氯化铁、有机溶剂以及间苯二甲酸的用量比...
【专利技术属性】
技术研发人员：伍军，刘昌华，
申请(专利权)人：广东酌希生态环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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