一种利用废弃商业卷烟物流包装材料制备除磷吸附剂的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用废弃商业卷烟物流包装材料制备除磷吸附剂的方法，废弃商业卷烟物流包装材料包括包装裹膜和生物质固体废弃物，该方法包括以下步骤：取包装裹膜清洗

【技术实现步骤摘要】
一种利用废弃商业卷烟物流包装材料制备除磷吸附剂的方法


[0001]本专利技术涉及一种利用废弃商业卷烟物流包装材料制备除磷吸附剂的方法，属于传统产业固体废弃物资源化利用领域
。

技术介绍

[0002]卷烟物流包装产业是烟草产业的重要组成部分
。
在“双碳”背景下，为了推动卷烟物流包装产业的绿色发展，合理的解决卷烟物流包装产业所产生的固体废弃物具有重要的意义
。
卷烟物流包装产业所产生的固体废弃物主要涉及两大类物质，一类是塑料，以包装裹膜为代表，主要成分为聚乙烯
(PE)
；另一类是生物质，包括废弃香烟包装纸
、
废弃物流纸壳和废弃物流木条等
。
目前，对于卷烟物流包装产业所产生的固体废弃物主要的处理方式为直接焚烧减容或发电厂燃烧发电回收能量等
。
然而，塑料和生物质主要成分为碳，是碳的重要载体，焚烧导致固体形态的碳转变为气体形态的碳
(
主要为
CO2)
，增加大气中的温室气体，加剧温室效应
。
[0003]类似于塑料和生物质，碳材料主要成分也为碳，且碳含量明显高于生物质，与塑料接近
。
除此之外，碳材料在环境中具有较强的生化稳定性，半衰期可达成百上千年，且可进一步开发作为高价值功能材料，如催化剂
、
电极材料
、
储能材料
、
吸附剂等
。
因此，将含碳物质，如塑料和生物质用于转变为碳材料具有巨大的市场前景和环境意义
。
[0004]目前，将塑料和生物质转变为碳材料主要通过热解技术实现
。
将生物质，如废弃香烟包装纸
、
废弃物流纸壳和废弃物流木条等在相对低温
、
较低升温速率和限氧的环境下进行热解，可得到高产率和高碳含量的碳材料
。
但塑料，尤其是
PE
的固定碳含量极低，直接热解几乎得不到碳材料
。
为了克服这个问题，大量的研究开发了将塑料与生物质进行共混热解的技术
。
该技术不仅能够有效的固定混合原料中的碳，且经过共混热解过程的相互协同作用，所得碳材料的芳香性
、
环境稳定性极大提高
。
然而，塑料与生物质共混热解所得碳材料极性高
、
疏水性强
、
表面官能团稀少，应用受到极大限制
。
[0005]含磷废水是造成农村人居环境恶劣及水体富营养化的重要原因
。
在所有的处理技术中，吸附法因可操作性强
、
成本低廉等而非常受到欢迎，尤其是基于绿色吸附剂的吸附技术，例如生物炭
、
活性炭等碳材料作为吸附剂
。

技术实现思路

[0006]基于上述，本专利技术提供一种利用废弃商业卷烟物流包装材料制备除磷吸附剂的方法，能够改进塑料与生物质共混热解所得碳材料的性能，以克服现有技术的不足
。
[0007]本专利技术的技术方案是：一种利用废弃商业卷烟物流包装材料制备除磷吸附剂的方法，所述废弃商业卷烟物流包装材料包括包装裹膜和生物质固体废弃物，该方法包括以下步骤：
[0008]取包装裹膜清洗
、
干燥，剪碎，得到塑料碎屑；
[0009]取生物质固体废弃物清洗
、
干燥
、
粉碎，得到对应的生物质粉末；
[0010]将生物质粉末浸渍于相当于其质量
10
‑
30
倍的金属离子溶液中，随后置于磁力水浴锅中持续搅拌预设时间，之后转置于烘箱中持续烘干，粉碎过筛，得到含有金属离子的生物质粉末，所述金属离子溶液为
Ca
2+
、Mg
2+
、La
3+
或
Ce
3+
溶液；
[0011]将塑料碎屑与含有金属离子的生物质粉末按
10:1
～
1:10
的质量比进行研磨混合，并转置于热解反应器中，以惰性气体保护，以1‑
20℃/min
的升温速率，升温至
600
‑
900℃
，恒温1‑
6h
，然后自然冷却至室温，即得
。
[0012]优选的，所述包装裹膜的主要成分为聚乙烯
。
[0013]优选的，所述生物质固体废弃物包括废弃香烟包装纸
、
废弃物流纸壳和废弃物流木条
。
[0014]优选的，所述生物质粉末在水浴锅中以
60℃
持续搅拌3‑
4h
，烘箱中以
105℃
持续烘干
12
‑
16h
，过
20
‑
60
目筛
。
[0015]优选的，所述金属离子来源于对应的硝酸盐和氯化盐，所述金属离子溶液浓度为
0.02
‑
0.5mol/L。
[0016]优选的，所述的惰性气体为氮气
、
氩气
、
氦气或限氧氛围
。
[0017]本专利技术的技术原理：为了克服塑料和生物质共混热解所得碳材料的缺点，本专利技术创新性的提出引入
Ca、Mg、La
或
Ce
金属离子作为催化剂与塑料和生物质进行催化共混热解，这些金属离子的介入在催化强化塑料与生物质之间的相互协同作用的同时，还能对热解产物进行功能化，提供大量活性吸附位点，极大提高所得碳材料对含磷废水的吸附性能
。
[0018]本专利技术的有益效果：本专利技术基于废弃商业卷烟物流包装材料主要包含塑料及生物质两大类物质的特点，结合塑料具有高氢碳比，热解过程中可提供大量烃基自由基，强化生物质的深化分解，促进所得碳产物孔隙结构发育以及生物质具有较高的碳含量及丰富的表面官能团等优点，引入金属作为催化剂，将多组分废弃商业卷烟物流包装材料进行催化共混热解，同时金属对所得产物进行功能化，提供丰富的活性吸附位点，最终获得对含磷废水具有优异吸附性能的碳材料吸附剂
。
本专利技术为传统烟草商业卷烟物流包装固体废弃物的高效资源化利用及含磷废水治理提供新方法
、
新途径，切实解决卷烟物流行业存在的问题
、
改善人居环境，助力推进“双碳目标”。
附图说明
[0019]图1实例样品对不同浓度含磷废水的处理性能
。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术的上述目的
、
特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明
。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术
。
但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种利用废弃商业卷烟物流包装材料制备除磷吸附剂的方法，所述废弃商业卷烟物流包装材料包括包装裹膜和生物质固体废弃物，其特征在于，该方法包括以下步骤：取包装裹膜清洗
、
干燥，剪碎，得到塑料碎屑；取生物质固体废弃物清洗
、
干燥
、
粉碎，得到对应的生物质粉末；将生物质粉末浸渍于相当于其质量
10
‑
30
倍的金属离子溶液中，随后置于磁力水浴锅中持续搅拌预设时间，之后转置于烘箱中持续烘干，粉碎过筛，得到含有金属离子的生物质粉末，所述金属离子溶液为
Ca
2+
、Mg
2+
、La
3+
或
Ce
3+
溶液；将塑料碎屑与含有金属离子的生物质粉末按
10:1
～
1:10
的质量比进行研磨混合，并转置于热解反应器中，以惰性气体保护，以1‑
20℃/min
的升温速率，升温至
600
‑
900℃
，恒温1‑
6h
，然后自然冷却至室温，即得
。2.
根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢建勇，高维常，蒋光华，朱艳丽，王毅，林小淇，刘涛泽，王章鸿，刘旭，王昌政，李滨，蔡凯，丁忠林，
申请(专利权)人：贵州省烟草科学研究院，
类型：发明
国别省市：