一種中藥藥渣合成多孔吸附材料的方法
【專利摘要】本發明公開了一種中藥藥渣合成多孔吸附材料的方法，經過如下五個步驟制成：一是中藥藥渣磨碎于球磨機內初步形成微精細微粒；二是山核桃外果皮磨碎于球磨機內初步形成微精細微粒；三是中藥藥渣微精細微粒與山核桃外果皮微精細微粒按比例混合；四是水熱合成法降解；五是ZnCl2活化；六是微波得多孔微精細吸附劑；本方法利用中藥藥渣與山核桃外果皮混合物為原料，通過球磨法制得微精細微粒，進一步水熱合成得微精細吸附材料，最后通過微波處理得多孔微精細吸附材料。其優勢是用機械方法和化學方法相結合，在用中藥藥渣與山核桃外果皮混合物為原料制得多孔微精細吸附材料中，發現了此吸附材料特別是在凈化空氣方面有顯著的應用前景。
【專利說明】
一種中藥藥渣合成多孔吸附材料的方法
技術領域
[0001] 本發明屬于微精細吸附材料的制備領域，特別涉及一種中藥藥渣合成多孔吸附材 料的方法。
【背景技術】
[0002] 據統計目前中藥藥渣年排放量達3000萬噸。中藥藥渣一般為濕物料，極易腐壞，其 味臭異，在夏季更為嚴重，而普遍處理方法是堆放、焚燒、填埋，不僅污染了空氣還造成了資 源的極大浪費。考慮到中藥藥渣成分中一般含有大量的粗纖維、淀粉及微量元素等，本實驗 則利用此成分與山核桃外果皮混合制得多孔超精細納米吸附材料，既能變廢為寶，又能保 護環境，而且制得的吸附材料在凈化空氣方面應用廣泛，所以開發此項目是非常有意義的 工作。
[0003] 國內外制備吸附材料的方法一般簡單單一，而且制活性炭吸附劑較為突出，如胡 志杰研究了水蒸汽活化稻殼制取活性炭，在炭化溫450 °C、活化溫度900 °C、活化時間90min 的條件下，得到的活性炭碘值為844mg/g，亞甲基藍吸附值為138mL/g;李勤以玉米芯為原 料，在活化溫度800°C，活化時間90min，水蒸汽流量為15mL/h的工藝下制得的活性炭比表面 積為924.5m 2/g，等等。綜上可得國內外研究者對氣體吸附劑的制備還比較少。目前常采用 活性炭、沸石、分子篩等作為氣體吸附劑，氣體吸附劑合成方法主要是采用模板法或是溶膠 凝膠法，而現有的合成氣體吸附劑成本較高、而且吸附效率較差，生成的方法程序繁瑣，對 工業設備的要求也相對苛刻。所以急需研發出一種高效的氣體吸附劑，從而實現高效率、低 成本的減排。其中以中藥藥渣為原料制備多孔微精細吸附材料的還未見有關報道。本實驗 利用中藥藥渣和山核桃外果皮混合物制得多孔微精細吸附材料，實現了中藥藥渣的再次利 用，同時本產品在空氣凈化方面也具有一定的創新意義。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的重要問題是以中藥藥渣和山核桃外果皮混合為原料，用水熱合成 法合成時，堿液的濃度問題。同時中藥藥渣與山核桃外果皮混合的比例也對吸附劑性能有 一定的影響。
[0005] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種中藥藥渣合成多孔吸附材料的方 法，步驟如下：
[0006] (1)將中藥藥渣粉碎，放入球磨機內進行研磨、形成中藥藥渣微粒，備用。
[0007] (2)將山核桃外果皮粉碎，放入球磨機內進行研磨、形成山核桃外果皮微粒，備用。
[0008] (3)將上述步驟(1)所得的中藥藥渣微粒與步驟(2)所得的山核桃外果皮微粒以質 量比1:10的比例混合，備用。
[0009] (4)取2.OOg上述步驟(3)所得的混合物置于壓強為IMpa的高壓反應釜中，加入質 量分數為68wt %的NaOH溶液120mL，在80-120 °C的干燥箱中水熱反應12h，然后自然冷卻至 室溫。將水熱反應后的粉末超聲分散于20mL水中，靜止放置24h后，得到懸浮液。用轉數為 2000r/min的離心機進行離心后，過濾得濾渣，最后將此濾渣置于冷凍干燥箱中干燥，干燥 后將其磨成粉末。
[0010] (5)用40-50wt % ZnClfK溶液在30~40 °C下浸煮步驟⑷所得的粉末20-24h，固液 質量比為1:10,過濾烘干得活化產品。
[0011] (6)將步驟(5)所得的活化產品進行微波處理5-15min，微波功率為700W-800W，將 微波處理后的產物用去離子水清洗，然后在溫度為90-105Γ的烘箱中烘干，得多孔吸附材 料。
[0012] 本發明的有益效果是:通過對中藥藥渣與山核桃外果皮磨碎物以一定比例混合為 原料，制得多孔微精細吸附材料。實現了利用廢物藥渣合成多功能吸附材料的一種新方法。 由于中藥藥渣中含有粗纖維，淀粉等成分，其本身也具有一定的孔狀結構，本實驗可制得孔 徑l-200nm，高比表面積吸附率的吸附劑。實驗證明，中藥藥渣與山核桃外果皮以1:10的比 例混合，在68%的NaOH堿溶液中進行水熱合成，合成物經進一步處理后，用40-50%ZnCl 2活 化得到的吸附劑吸附率和吸附性能最好。優勢是打破了以往傳統吸附劑單一的制備方法， 可得多孔、微精細吸附材料，既能廢物利用又能凈化空氣。
【附圖說明】
[0013] 附圖1為本發明中藥藥渣合成多孔微精細吸附材料的技術路線圖。
[0014] 附圖2為本發明制得的空氣吸附劑的電鏡掃描圖。
[0015] 附圖3為本發明制得的空氣吸附劑實物圖。
【具體實施方式】
[0016] 本發明一種中藥藥渣合成多孔吸附材料的方法，按如下步驟進行：
[0017] (1)將中藥藥渣粉碎，放入球磨機內進行研磨、形成中藥藥渣微粒，備用。
[0018] (2)將山核桃外果皮粉碎，放入球磨機內進行研磨、形成山核桃外果皮微粒，備用。
[0019] (3)將上述（1)所得的中藥藥渣微粒與(2)所得的山核桃外果皮微粒以質量比1:10 的比例混合，備用。
[0020] (4)取2.OOg上述(3)所得的混合物置于壓強為IMpa的高壓反應釜中，加入質量分 數為68wt %的NaOH溶液120mL，在80-120 °C的干燥箱中水熱反應12h，然后自然冷卻至室溫。 將水熱反應后的粉末用超聲分散于20mL水中，靜止放置24h后，得到懸浮液。用轉數為 2000r/min的離心機進行離心后，過濾得濾渣，最后將此濾渣置于冷凍干燥箱中干燥，干燥 后將其磨成粉末。
[0021] (5)用40-50wt%ZnCl2水溶液浸煮上述(4)所得的微粒20-24h，固液質量比為1: 10,過濾烘干得活化產品。
[0022] (6)將(5)所得的活化產品進行微波處理，微波功率為700W-800W，持續5-15min再 進行清水洗滌，蒸餾水洗滌，在溫度為90-105 °C的烘箱中烘干，干燥l_2h得多孔微精細吸附 材料。
[0023] 下面結合實施例對本發明作進一步闡述：
[0024] 實例 1
[0025] -種甘草中藥藥渣合成多孔超精細吸附材料的制備，按如下步驟進行：
[0026] (I)將甘草中藥藥渣粉碎，放入球磨機內進行研磨、形成中藥藥渣微粒，備用。
[0027] (2)將山核桃外果皮粉碎，放入球磨機內進行研磨、形成山核桃外果皮微粒，備用。
[0028] (3)將上述（1)所得的中藥藥渣微粒與（2)所得的山核桃外果皮微粒以質量比1:8 ~1:12的比例混合，備用，如表1所示。
[0029] (4)取2.OOg上述(3)所得的混合物置于壓強為IMpa的高壓反應釜中，加入質量分 數為68 %的NaOH溶液120mL，在80-120 °C的干燥箱中水熱反應12h，然后自然冷卻至室溫。將 水熱反應后的粉末用去離子水清洗后，超聲分散于20mL水中，靜止放置24h后，得到懸浮液。 用轉數為2000r/min的離心機進行離心后，過濾得濾渣，最后將此濾渣置于冷凍干燥箱中干 燥，干燥后將其磨成粉末。
[0030] (5)用40-50%ZnCl2水溶液浸煮上述(4)所得的微粒20-24h，固液質量比為1:10， 過濾烘干得活化產品。
[0031] (6)將(5)所得的活化產品進行微波處理，微波功率為700W-800W，持續5-15min再 進行清水洗滌，蒸餾水洗滌，在溫度為90-105 °C的烘箱中烘干，干燥l_2h得多孔微精細吸附 材料。
[0032] 表1:不同質量比得到的產物的性能
[0035] 結論：由實驗和上述數據可得，當中藥藥渣微粒與山核桃外果皮微粒質量比為1: 10時，得到吸附劑的比表面積、中孔率、微孔率為最優。
[0036] 實例2
[0037] -種人參中藥藥渣合成多孔超精細吸附材料的制備，按如下步驟進行：
[0038] (1)將人參中藥藥渣粉碎，放入球磨機內進行研磨、形成中藥藥渣微粒，備用。
[0039] (2)將山核桃外果皮粉碎，放入球磨機內進行研磨、形成山核桃外果皮微粒，備用。
[0040] (3)將上述（1)所得的中藥藥渣微粒與(2)所得的山核桃外果皮微粒以質量比1:10 的比例混合，備用。
[0041] (4)取2.OOg上述(3)所得的混合物置于壓強為IMpa的高壓反應釜中，加入質量分 數為68wt %的NaOH溶液120mL，在80-120 °C的干燥箱中水熱反應12h，然后自然冷卻至室溫。 將水熱反應后的粉末用去離子水清洗后，超聲分散于20mL水中，靜止放置24h后，得到懸浮 液。用轉數為2000r/min的離心機進行離心后，過濾得濾渣，最后將此濾渣置于冷凍干燥箱 中干燥，干燥后將其磨成粉末。
[0042] (5)用40-50%ZnCl2水溶液浸煮上述(4)所得的微粒20-24h，固液質量比為1:10， 過濾烘干得活化產品。
[0043] (6)將(5)所得的活化產品進行微波處理，微波功率為700W-800W，持續5-15min再 進行清水洗滌，蒸餾水洗滌，在溫度為90-105 °C的烘箱中烘干，干燥1-2h得多孔微精細吸附 材料。
[0044] 表2:不同NaOH濃度得到的產物的粒徑
[0046]結論：由上表可得，當在高壓釜加入68%的NaOH溶液時，得到的粒徑最大。
[0047] 實例3
[0048] -種白術中藥藥渣合成多孔超精細吸附材料的制備，按如下步驟進行：
[0049 ] (1)將白術藥渣粉碎，放入球磨機內進行研磨、形成中藥藥渣微粒，備用。
[0050] (2)將山核桃外果皮粉碎，放入球磨機內進行研磨、形成山核桃外果皮微粒，備用。
[0051] (3)將上述（1)所得的白術藥渣微粒與(2)所得的山核桃外果皮微粒以質量比1:10 的比例混合，備用。
[0052] (4)取2.OOg上述(3)所得的混合物置于壓強為IMpa的高壓反應釜中，加入質量分 數為68 %的NaOH溶液120mL，在80-120 °C的干燥箱中水熱反應12h，然后自然冷卻至室溫。將 水熱反應后的粉末用去離子水清洗后，超聲分散于20mL水中，靜止放置24h后，得到懸浮液。 用轉數為2000r/min的離心機進行離心后，過濾得濾渣，最后將此濾渣置于冷凍干燥箱中干 燥，干燥后將其磨成粉末。
[0053] (5)用40-50wt%ZnCl2水溶液浸煮上述（4)所得的微粒20-24h，固液質量比為1: 10,過濾烘干得活化產品。
[0054] 將(5)所得的活化產品進行微波處理，微波功率為700W-800W，持續5-15min再進行 清水洗滌，蒸餾水洗滌，在溫度為90-105°C的烘箱中烘干，干燥l_2h得多孔微精細吸附材 料。
[0055] 表3:不同ZnCl2濃度下得到的產物的中空率
[0057] 結論：由實驗可得，ZnCl2的用量可以
有效控制吸附劑中孔的生成。當活化劑ZnCl2 的用量為40-50 %時得到的中孔率最多。
[0058] 實例4
[0059] -種甘草中藥藥渣合成多孔超精細吸附材料的制備，按如下步驟進行：
[0060] (1)將甘草中藥藥渣粉碎，放入球磨機內進行研磨、形成中藥藥渣微粒，備用。
[0061] (2)將山核桃外果皮粉碎，放入球磨機內進行研磨、形成山核桃外果皮微粒，備用。
[0062] (3)將上述（1)所得的中藥藥渣微粒與(2)所得的山核桃外果皮微粒以質量比1:10 的比例混合，備用。
[0063] (4)取2.OOg上述(3)所得的混合物置于壓強為IMpa的高壓反應釜中，加入質量分 數為68wt %的NaOH溶液120mL，在80-120 °C的干燥箱中水熱反應12h，然后自然冷卻至室溫。 將水熱反應后的粉末用去離子水清洗后，超聲分散于20mL水中，靜止放置24h后，得到懸浮 液。用轉數為2000r/min的離心機進行離心后，過濾得濾渣，最后將此濾渣置于冷凍干燥箱 中干燥，干燥后將其磨成粉末。
[0064] (5)用40-50%ZnCl2水溶液浸煮上述(4)所得的微粒20-24h，固液質量比為1:10， 過濾烘干得活化產品。
[0065] (6)將(5)所得的活化產品進行微波處理，微波功率為700W-800W，持續5-15min再 進行清水洗滌，蒸餾水洗滌，在溫度為90-105 °C的烘箱中烘干，干燥l_2h得多孔微精細吸附 材料。
[0066] 實施例中吸附劑的性能與常用吸附劑性能的比較見表4。
[0067] 實施例中吸附劑對固體物質(土壤）、液體物質(水)與氣體物質(空氣中的懸浮物） 的吸附性能的比較見表5。
[0068] 表 4
[0072]結論：由實施例可以得出，甘草中藥藥渣和山核桃外果皮制得的多孔微精細吸附 劑無論是在吸附性能還是在吸附率上都有一定的提高。尤其是對空氣中懸浮的雜質有較強 的吸附性。
【主權項】
1. 一種中藥藥渣合成多孔吸附材料的方法，其特征是，步驟如下： (1) 將中藥藥渣粉碎，放入球磨機內進行研磨、形成中藥藥渣微粒，備用。 (2) 將山核桃外果皮粉碎，放入球磨機內進行研磨、形成山核桃外果皮微粒，備用。 (3) 將上述步驟(1)所得的中藥藥渣微粒與步驟(2)所得的山核桃外果皮微粒以質量比 1:10的比例混合，備用。 (4) 取2.00g上述步驟(3)所得的混合物置于壓強為IMpa的高壓反應釜中，加入質量分 數為68wt %的NaOH溶液120mL，在80-120 °C的干燥箱中水熱反應12h，然后自然冷卻至室溫。 將水熱反應后的粉末超聲分散于20mL水中，靜止放置24h后，得到懸浮液。用轉數為2000r/ min的離心機進行離心后，過濾得濾渣，最后將此濾渣置于冷凍干燥箱中干燥，干燥后將其 磨成粉末。 (5) 用40-50wt %ZnCl2水溶液在30~40°C下浸煮步驟(4)所得的粉末20-24h，固液質量 比為1:10，過濾烘干得活化產品。 (6) 將步驟(5)所得的活化產品進行微波處理5-15min，微波功率為700W-800W，將微波 處理后的產物用去離子水清洗，然后在溫度為90-105Γ的烘箱中烘干，得多孔吸附材料。
【文檔編號】B01J20/24GK106040186SQ201610410657
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】郭明, 董立俠, 黃婧欣
【申請人】浙江農林大學