一种食用菌菌渣处理方法、石墨烯及其应用

本发明属于碳材料，具体涉及一种食用菌菌渣处理方法、石墨烯及其应用。

背景技术：

1、食用菌是指子实体硕大、可供食用的蕈菌(大型真菌)。食用菌是一类有机、营养、保健的绿色食品并且食用菌栽培具有项投资小、周期短、见效快的优势，所以栽培食用菌的产业迅猛发展。随着食用菌栽培产业的快速发展，作为食用菌副产物的食用菌菌渣也大量产生。食用菌菌渣的原料是木屑、秸秆、稻壳、果壳等生物质的混合物，这些生物质混合物经过粉碎、蒸煮灭菌、接种和食用菌生长后变成食用菌菌渣。食用菌菌渣作为新兴固体废弃物，目前尚缺乏切实可行的利用手段。其中，少部分被尝试开发作为肥料或饲料等加以利用，但存在堆肥周期长、性质不可控等缺陷，限制其实施；大部分则被直接丢弃或焚烧，占据土地又滋生霉菌，造成资源浪费和环境污染(大气污染、水体污染和土壤污染)。如何合理的处理和处置食用菌菌渣已成为亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种食用菌菌渣处理方法、石墨烯及其应用，本发明提供的食用菌菌渣处理方法简单易于操作，能够使食用菌菌渣资源化利用。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种食用菌菌渣处理方法，包括以下步骤：

3、将食用菌菌渣和聚乙烯塑料混合进行热解，得到石墨烯；

4、所述食用菌菌渣中含有钙，所述钙在食用菌菌渣中的含量大于1000mmol/kg。

5、优选的，所述食用菌菌渣和聚乙烯塑料的质量比为10:1～1:10。

6、优选的，所述热解的温度为800～1000℃，所述热解的保温时间为2～5h。

7、优选的，升温至所述热解所需温度的升温速率为1～20℃/min。

8、优选的，所述混合前还包括：

9、将食用菌菌渣除杂后依次进行干燥、粉碎和过筛，得到食用菌菌渣粉末。

10、优选的，所述聚乙烯塑料为废弃聚乙烯塑料；

11、所述混合前还包括：将废弃聚乙烯塑料清洗、干燥后破碎，得到塑料碎屑。

12、优选的，所述废弃聚乙烯塑料包括：废弃聚乙烯地膜、废弃聚乙烯塑料袋和废弃聚乙烯包装膜中的一种或多种。

13、优选的，所述食用菌菌渣为栽培食用菌后的菌棒，所述食用菌包括香菇、金针菇、平菇、鸡腿菇、杏鲍菇和草菇中的一种或多种。

14、本发明还提供了按照上述技术方案所述食用菌菌渣处理方法得到的石墨烯，所述石墨烯的厚度为1～8nm，碳层层数为3～25层。

15、本发明还提供了上述技术方案所述石墨烯在用于高强度复合材料制备、储能或催化领域的应用。

16、本发明提供了一种食用菌菌渣处理方法，包括以下步骤：将食用菌菌渣和聚乙烯塑料混合进行热解，得到石墨烯；所述食用菌菌渣中含有钙，所述钙在食用菌菌渣中的含量大于1000mmol/kg。在本发明中，食用菌菌渣与聚乙烯塑料共混热解过程中，聚乙烯塑料产生大量烃基自由基，促进食用菌菌渣深化分解，获得大量有利于制备石墨烯的前驱物；食用菌菌渣中的钙，一方面会强化食用菌菌渣与聚乙烯料之间的相互作用，得到更多制备石墨烯的前驱物，另一方面会促进石墨烯前驱物的催化转化，引导碳原子的有序生长，起催化剂的作用，获得高价值石墨烯产品。本发明以废弃食用菌菌渣和聚乙烯塑料为原料获得高价值碳纳米材料石墨烯，不仅解决了食用菌菌渣的废物再利用的问题，还实现高价值碳纳米材料石墨烯的绿色、低廉的制备。

技术特征：

1.一种食用菌菌渣处理方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述食用菌菌渣处理方法，其特征在于，所述食用菌菌渣和聚乙烯塑料的质量比为10:1～1:10。

3.根据权利要求1或2所述食用菌菌渣处理方法，其特征在于，所述热解的温度为800～1000℃，所述热解的保温时间为2～5h。

4.根据权利要求3所述食用菌菌渣处理方法，其特征在于，升温至所述热解所需温度的升温速率为1～20℃/min。

5.根据权利要求1所述食用菌菌渣处理方法，其特征在于，所述混合前还包括：

6.根据权利要求1所述食用菌菌渣处理方法，其特征在于，所述聚乙烯塑料为废弃聚乙烯塑料；

7.根据权利要求6所述食用菌菌渣处理方法，其特征在于，所述废弃聚乙烯塑料包括：废弃聚乙烯地膜、废弃聚乙烯塑料袋和废弃聚乙烯包装膜中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述食用菌菌渣处理方法，其特征在于，所述食用菌菌渣为栽培食用菌后的菌棒，所述食用菌包括香菇、金针菇、平菇、鸡腿菇、杏鲍菇和草菇中的一种或多种。

9.按照权利要求1～8任一项所述食用菌菌渣处理方法得到的石墨烯，其特征在于，所述石墨烯的厚度为1～8nm，碳层层数为3～25层。

10.权利要求9所述石墨烯在用于高强度复合材料制备、储能或催化领域的应用。

技术总结
本发明属于碳材料技术领域，具体涉及一种食用菌菌渣处理方法、石墨烯及其应用。本发明提供的食用菌菌渣处理方法，包括以下步骤：将食用菌菌渣和聚乙烯塑料混合进行热解，得到石墨烯；食用菌菌渣中含有钙，所述钙在食用菌菌渣中的含量大于1000mmol/kg。食用菌菌渣与聚乙烯塑料共混热解过程中，聚乙烯塑料产生大量烃基自由基，促进食用菌菌渣深化分解，获得利于制备石墨烯的前驱物；食用菌菌渣中的钙，促进食用菌菌渣与聚乙烯料之间的相互作用得到更多石墨烯前驱物的同时促进石墨烯前驱物的催化转化，引导碳原子的有序生长，利于石墨烯的形成。本发明的方法不仅解决了食用菌菌渣的废物再利用的问题，还实现石墨烯的绿色、低廉的制备。

技术研发人员：王章鸿,李佳乐,杨娜莎,刘涛泽
受保护的技术使用者：贵州民族大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15