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一种利用生物炭从园林垃圾中提取芳香化合物的方法

申请号 CN201710227416.0 申请日 2017-04-10 公开(公告)号 CN107413812A 公开(公告)日 2017-12-01
申请人 南开大学; 天津市拉贝尔实验室设备有限公司; 发明人 刘乐; 鞠美庭; 李龙; 李钟波; 张士秋; 李维尊;
摘要 一种利用 碱 性 生物 炭 从园林垃圾中提取芳香化合物的方法,其主要步骤包括:将园林垃圾制备成碱性生物炭催化剂;利用碱性生物炭催化园林垃圾转化为芳香化合物。本 发明 利用城市园林垃圾制备生物炭,拓展了园林垃圾的资源化路径;通过向生物炭上引入 钙 、镁等碱土金属组分,实现生物炭的结构转变和定向改性,提高了生物炭对的催化性能;实现了温和环境下园林垃圾 生物质 高效降解以及向芳香化合物的资源转化,提高了生物质资源利用效率,解决了园林垃圾难于降解、再利用的难题,具有极其深远的社会意义和经济价值。
权利要求

1.一种利用生物炭从园林垃圾中提取芳香化合物的方法,包括以下步骤:
1)将园林垃圾粉碎成100目的粉末;
2)向园林垃圾粉末上浸渍、镁等碱土金属盐溶液,充分混合均匀;
3)将混合物在500-700℃,高温煅烧2-3h,制备碱性生物炭;
4)向高压反应釜中先后加入园林垃圾粉末和碱性生物炭,其质量比为5-10:1;
5)向高压反应釜中加入乙醇-双-水(体积比1:1:1)溶液,其中园林垃圾粉末与混合溶液的用量比为1g/15ml-1g/50ml;
6)启动高压反应釜,控制反应压为0.1-0.5MPa,维压60-120min;
7)将碱性生物炭取出,用蒸馏水洗涤回收保存;
8)固液分离,取液相即得到芳香化合物产物。

说明书全文

一种利用生物炭从园林垃圾中提取芳香化合物的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及生物质处理技术领域,尤其是一种利用碱性生物炭从园林垃圾中提取芳香化合物的方法。

背景技术

[0002] 随着城市化进程的加快以及城市园林绿地面积的持续增加,园林垃圾的数量急剧增长,给城市环境带来了巨大的压。面对日益增多的园林垃圾,如何合理处置这类城市固体废弃物,实现生物质资源的高效循环利用以及城市可持续发展,是现阶段亟待解决的问题和研究的热点。园林垃圾是一类生物质材料,包括:枯枝落叶、树枝修剪物、草坪修剪物、杂草种子和残花等。园林垃圾中含有大量的木质素,以及纤维素和半纤维素等有机物,将其作为一种再循环资源进行资源再利用,是解决能源危机和资源危机、减少排放,实现可持续发展的有效途径。
[0003] 园林垃圾中含有大量的木质素,是芳香类物质的重要来源,开发利用园林垃圾能够获得芳香醇、芳香芳香酸等高附加值的产品。目前,对于园林垃圾这类木质素含量较高的生物质资源,其降解转化技术均存在效率低、催化剂等反应耗材成本高和工艺污染严重等不足。因此,研究经济高效的园林垃圾处置技术,创建环境友好的生物质降解转化方法势在必行。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种利用碱性生物炭从园林垃圾中提取芳香化合物的方法,该方法通过碱性生物炭催化,将园林垃圾转化为芳香化合物,为其资源化利用提供了基础
[0005] 本发明的技术方案:一种利用碱性生物炭从园林垃圾中提取芳香化合物的方法,包括以下步骤:
1)将园林垃圾粉碎成100目的粉末;
2)向园林垃圾粉末上浸渍、镁等碱土金属盐溶液,充分混合均匀;
3)将混合物在500-700℃,高温煅烧2-3h,制备碱性生物炭;
4)向高压反应釜中先后加入园林垃圾粉末和碱性生物炭,其质量比为5-10:1;
5)向高压反应釜中加入乙醇-双-水(体积比1:1:1)溶液,其中园林垃圾粉末与混合溶液的用量比为1g/15ml-1g/50ml;
6)启动高压反应釜,控制反应压力为0.1-0.5MPa,维压60-120min;
7)将碱性生物炭取出,用蒸馏水洗涤回收保存;
8)固液分离,取液相即得到芳香化合物产物。
[0006]本发明的优点是:
1)本发明利用城市园林垃圾制备生物炭,拓展了园林垃圾的资源化路径;通过向生物炭上引入钙、镁等碱土金属组分,实现生物炭的结构转变和定向改性,提高了生物炭对的催化性能;
2)通过在园林垃圾处理过程中加入碱性生物炭,优化反应条件,实现了温和环境下园林垃圾生物质高效降解以及向芳香化合物的资源转化,同时碱性生物炭可回收再利用,减少了生产原料的消耗;
3)本发明所需设备简单、工艺简便,且不会造成附加的环境危害,实现了园林垃圾的高效利用,提高了生物质资源利用效率,解决了园林垃圾难于降解、再利用的难题,具有极其深远的社会意义和经济价值。

具体实施方式

[0007] 本发明通过以下实施例进一步详述,但本实施例所叙述的技术内容是说明性的,而不是限定性的,不应依此来局限本发明的保护范围。
[0008] 实施例1:一种利用碱性生物炭从园林垃圾中提取芳香化合物的方法,包括以下步骤:
1)将园林垃圾粉碎成100目的粉末;
2)向园林垃圾粉末上浸渍钙、镁等碱土金属盐溶液,充分混合均匀;
3)将混合物在500-700℃,高温煅烧2-3h,制备碱性生物炭;
4)向高压反应釜中先后加入园林垃圾粉末和碱性生物炭,其质量比为5-10:1;
5)向高压反应釜中加入乙醇-双氧水-水(体积比1:1:1)溶液,其中园林垃圾粉末与混合溶液的用量比为1g/15ml-1g/50ml;
6)启动高压反应釜,控制反应压力为0.1-0.5MPa,维压60-120min;
7)将碱性生物炭取出,用蒸馏水洗涤回收保存;
8)固液分离,取液相即得到芳香化合物产物。
[0009] 实施例2:一种利用碱性生物炭从园林垃圾中提取芳香化合物的方法,包括以下步骤:
1)将园林垃圾粉碎成100目的粉末;
2)向园林垃圾粉末上浸渍钙、镁等碱土金属盐溶液,充分混合均匀;
3)将混合物在500-700℃,高温煅烧2-3h,制备碱性生物炭;
4)向高压反应釜中先后加入园林垃圾粉末和碱性生物炭,其质量比为5-10:1;
5)向高压反应釜中加入乙醇-双氧水-水(体积比1:1:1)溶液,其中园林垃圾粉末与混合溶液的用量比为1g/15ml-1g/50ml;
6)启动高压反应釜,控制反应压力为0.1-0.5MPa,维压60-120min;
7)将碱性生物炭取出,用蒸馏水洗涤回收保存;
8)固液分离,取液相即得到芳香化合物产物。
[0010] 实施例3:一种利用碱性生物炭从园林垃圾中提取芳香化合物的方法,包括以下步骤:
1)将园林垃圾粉碎成100目的粉末;
2)向园林垃圾粉末上浸渍钙、镁等碱土金属盐溶液,充分混合均匀;
3)将混合物在500-700℃,高温煅烧2-3h,制备碱性生物炭;
4)向高压反应釜中先后加入园林垃圾粉末和碱性生物炭,其质量比为5-10:1;
5)向高压反应釜中加入乙醇-双氧水-水(体积比1:1:1)溶液,其中园林垃圾粉末与混合溶液的用量比为1g/15ml-1g/50ml;
6)启动高压反应釜,控制反应压力为0.1-0.5MPa,维压60-120min;
7)将碱性生物炭取出,用蒸馏水洗涤回收保存;
8)固液分离,取液相即得到芳香化合物产物。
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