本發(fā)明涉及功能材料，具體涉及一種咖啡渣除臭去污材料及制備方法。

背景技術(shù)：

1、咖啡是全球最受歡迎的飲品之一。據(jù)國際咖啡組織（ico）統(tǒng)計，每年產(chǎn)生的咖啡渣約為800萬噸。然而，咖啡渣不能直接進(jìn)行填埋和焚燒處理。咖啡渣中有機物含量較高（纖維素和半纖維素約50%，木質(zhì)素和蛋白質(zhì)約20%），直接填埋會產(chǎn)生大量甲烷，這種溫室氣體對環(huán)境的危害是二氧化碳的25-86倍，全世界咖啡廢料的排放量相當(dāng)于每年1000萬輛汽車的排放量。此外，咖啡渣中存在礦物質(zhì)、咖啡因、丹寧酸和酚類化合物等，其焚燒過程會產(chǎn)生大量二氧化碳及其他有害物質(zhì)。但是，市面上大部分咖啡渣依舊難逃垃圾焚燒、填埋的宿命，這和咖啡渣盈利的方法非常有限有關(guān)?？Х仍恼嬲齼r值依然沒有得到有效利用。因此，將咖啡渣循環(huán)利用對節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境具有重要意義。

2、由咖啡渣再生環(huán)保材料制成的隨行杯、筆記本及桌椅家具等生活用品（咖啡渣含量超過30%）。此外，咖啡渣里含有氮化物（1.4-1.56%）、磷化物（2.6-3.7%）、鉀素（0.32-0.37%），和有機化肥成分相似。因此，研究人員對咖啡渣的回收利用，大多集中在堆肥、生產(chǎn)動物飼料和沼氣。此外，還有利用咖啡渣生產(chǎn)咖啡油，作為生物燃料；以及用作生產(chǎn)塑料、化纖、貓砂等的天然填料等。這些方法雖然可以回收利用廢棄咖啡渣，但是成本較高，或者利用不充分，而且隨著每年咖啡渣未利用量的增長，開發(fā)新的咖啡渣利用方法十分必要。

3、由于烘焙的作用，咖啡渣具有多孔納米結(jié)構(gòu)和大比表面積，在吸附雜物、抑菌除臭、除濕等方面有著很大的應(yīng)用價值。cn110523390a公開了一種具有疏水性的咖啡渣吸附劑及其制備方法，該技術(shù)對咖啡渣進(jìn)行改性延長了其使用周期和吸收效率。cn114345112a公開了一種除臭劑及其制備方法，該技術(shù)將咖啡渣與其他材料混合制備出具有長效除臭功能的除臭劑。這些技術(shù)方案雖然具有較好的效果，但是功能單一，無法充分利用咖啡渣的多種功能；同時，顆粒材料隨著使用時間延長往往會出現(xiàn)團(tuán)簇、板結(jié)等現(xiàn)象，容易出現(xiàn)吸附后堵塞表層孔道，導(dǎo)致內(nèi)部無法被充分利用，造成浪費。

4、有鑒于此，開發(fā)一種既能夠充分利用咖啡渣多種功能，又能提高其利用率、增加使用途徑且可快速降解的咖啡渣功能材料具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種咖啡渣除臭去污材料及制備方法。本發(fā)明很好地解決了現(xiàn)有技術(shù)中咖啡渣的利用功能單一、利用率低及用途單一等問題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

3、一種咖啡渣除臭去污材料及制備方法，所述咖啡渣除臭去污材料包括：纖維集合體，所述纖維集合體由交錯排列的功能纖維和結(jié)構(gòu)纖維組成；

4、優(yōu)選地，所述功能纖維為負(fù)載咖啡渣的納米級纖維，所述咖啡渣材料，包括：咖啡渣、咖啡渣碳化物、改性咖啡渣等；

5、優(yōu)選地，所述負(fù)載咖啡渣的功能纖維原料，包括：淀粉、纖維素及其衍生物、再生絲素及pbat等中的一種或兩種以上的組合，其纖維直徑為200至1000納米；

6、優(yōu)選地，所述功能纖維中咖啡渣的份數(shù)為1至15份，功能纖維原料份數(shù)為85至99份；

7、優(yōu)選地，所述結(jié)構(gòu)纖維為微米級纖維，纖維直徑為10微米至20微米，原料為聚乳酸，分子量為8萬至20萬；

8、優(yōu)選地，所述除臭去污材料的克重為1克每平方米至100克每平方米，厚度為0.01毫米至0.5毫米；

9、優(yōu)選地，所述除臭去污材料的斷裂強度為1兆帕至10兆帕；

10、優(yōu)選地，除臭去污材料的制備方法，包括以下步驟：

11、步驟1：將咖啡渣混入含有功能纖維原料的紡絲液a中，在室溫下攪拌均勻形成含有咖啡渣的紡絲液a，紡絲液a中溶質(zhì)占比為10%至30%；

12、步驟2：選用是當(dāng)溶劑將聚乳酸顆粒溶解，在室溫下攪拌均勻形成紡絲液b，紡絲液b中溶質(zhì)占比為8%至14%；

13、步驟3：將紡絲液a和紡絲液b分別加入到離心分腔噴絲器的兩個密封腔室中，開啟電機，負(fù)載咖啡渣的納米纖維和聚乳酸微米纖維分別從兩個噴絲孔甩出并落在收集簾上，連續(xù)紡制10分鐘至10小時，獲得除臭去污材料。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

15、（1）本發(fā)明中采用納米纖維負(fù)載咖啡渣，利用納米纖維膜的大比表面積、大鋪展面積以及微米纖維的間隔作用，實現(xiàn)咖啡渣與空氣的充分接觸，有助于提高其除臭效率和利用率；

16、（2）本發(fā)明中微米級纖維既能提供更高的強度有效保護(hù)咖啡渣纖維，其交錯分布的結(jié)構(gòu)又能夠提供更多的納污空間，清理油污等更方便、更節(jié)約；

17、（3）本發(fā)明中咖啡渣除臭去污材料可以作為除異味材料、擦拭材料、包裝材料及衛(wèi)生材料等多種功能材料使用，實現(xiàn)了咖啡渣的多元化利用；

18、（4）本發(fā)明中咖啡渣除臭去污材料在使用后可以繼續(xù)作為肥料使用，纖維負(fù)載咖啡渣可以實現(xiàn)快速降解，減輕環(huán)境承載壓力。

技術(shù)特征：

1.一種咖啡渣除臭去污材料，其特征在于，所述咖啡渣除臭去污材料包括：纖維集合體，所述纖維集合體由交錯排列的功能纖維和結(jié)構(gòu)纖維組成；所述功能纖維為負(fù)載咖啡渣的納米級纖維，所述咖啡渣材料，包括：咖啡渣、咖啡渣碳化物、改性咖啡渣等；所述負(fù)載咖啡渣的功能纖維原料，包括：淀粉、纖維素及其衍生物、再生絲素及pbat等中的一種或兩種以上的組合，其纖維直徑為200納米至1000納米；所述功能纖維中咖啡渣的份數(shù)為1份至15份，功能纖維原料份數(shù)為85份至99份；所述結(jié)構(gòu)纖維為微米級纖維，纖維直徑為5微米至20微米，原料為聚乳酸，分子量為8萬至20萬。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的咖啡渣除臭去污材料，其特征在于，所述除臭去污材料的克重為1克每平方米至100克每平方米，厚度為0.01毫米至0.5毫米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的咖啡渣除臭去污材料，其特征在于，所述除臭去污材料的斷裂強度為1兆帕至10兆帕。

4.一種如權(quán)利要求1-3任意一項所述的咖啡渣除臭去污材料的制備方法，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種咖啡渣除臭去污材料及制備方法。該材料的制備包括以下步驟，利用由負(fù)載咖啡渣的納米級功能纖維（200納米至1微米）和微米級結(jié)構(gòu)纖維（5微米至20微米）組成的纖維集合體，經(jīng)整理形成含有咖啡渣的除臭去污材料。本發(fā)明中，咖啡渣納米纖維提供除臭去污功能，微米級纖維提供更多的納污空間且其強度更高能夠有效保護(hù)咖啡渣纖維，提高咖啡渣功效利用率并有效延長其使用壽命；本發(fā)明中除臭去污材料可以根據(jù)預(yù)期成本及使用場合調(diào)節(jié)功能纖維與結(jié)構(gòu)纖維的比例以滿足不同應(yīng)用需求。本發(fā)明生產(chǎn)效率高、流程短、操作方便，實現(xiàn)了對咖啡渣的高效利用，且材料可降解，綠色環(huán)保，可以應(yīng)用于包裝、擦拭布、面膜及衛(wèi)生材料等。

技術(shù)研發(fā)人員：許曉萍,程立珂,呂葉馨,曲家寧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：金華職業(yè)技術(shù)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6