畜禽粪便厌氧发酵沼渣生物质炭、及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113249132A(43)申请公布日2021.08.13(21)申请号202110339565.2(22)申请日2021.03.30(71)申请人南京农业大学地址210095江苏省南京市玄武区卫岗1号(72)发明人丁大虎王子谦陈立伟蔡天明(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人高艳敏(51)Int.Cl.C10B53/00(2006.01)C10B57/10(2006.01)B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F11/10(2006.01)C02F103/20(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称畜禽粪便厌氧发酵沼渣生物质炭、及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种畜禽粪便厌氧发酵沼渣生物质炭的制备方法，包括以下步骤：(1)将采集的畜禽粪便厌氧发酵沼渣烘干至恒重并机械破碎成粉末备用；(2)将步骤(1)所得粉末置于炉中进行热解，热解完成后将所得黑色固体进行研磨；(3)将步骤(2)研磨后的粉末置于水中清洗至中性并烘干；(4)将步骤(3)烘干后的粉末研磨过100目筛，得沼渣生物质炭。本发明合成路线简单、制备成本低廉、可大规模生产，制备的沼渣生物质炭可以有效地吸附水体中的双酚A并活化过硫酸盐降解双酚A。CN113249132ACN113249132A权利要求书1/1页1.一种畜禽粪便厌氧发酵沼渣生物质炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将采集的畜禽粪便厌氧发酵沼渣烘干至恒重并机械破碎成粉末备用；(2)将步骤(1)所得粉末置于炉中进行热解，热解完成后将所得黑色固体进行研磨；(3)将步骤(2)研磨后的粉末置于水中清洗至中性并烘干；(4)将步骤(3)烘干后的粉末研磨过筛，获得畜禽粪便厌氧发酵沼渣生物质炭。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热解温度为500℃‑800℃。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述炉为马弗炉，所述马弗炉的加热速率为5‑10℃/min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述烘干温度为60‑80℃。5.根据权利要求1所述的制备方法，步骤(4)中所述研磨过筛为过100目筛。6.根据权利要求1所述的制备方法，所述畜禽粪便厌氧发酵沼渣为牛粪厌氧发酵沼渣。7.权利要求1～6中任一权利要求所述制备方法制得的畜禽粪便厌氧发酵沼渣生物质炭。8.权利要求7所制备的畜禽粪便厌氧发酵沼渣生物质炭在处理含双酚A废水中的应用。9.根据权利要求8所述应用，其特征在于，在常温下，向含有双酚A废水中投加牛粪沼渣生物质炭以及氧化剂，所述氧化剂为过一硫酸盐、过二硫酸盐或者过氧化氢。10.根据权利要求9所述应用，其特征在于，向含有10mg/L的BPA废水中投加0.2g/L的牛粪沼渣生物质炭以及5mmol/L的氧化剂。2CN113249132A说明书1/5页畜禽粪便厌氧发酵沼渣生物质炭、及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于生物质炭制备和应用技术领域，具体涉及一种畜禽粪便厌氧发酵沼渣生物质炭、及其制备方法和应用。背景技术[0002]双酚A(BPA)作为聚碳酸酯塑料、环氧树脂和酚醛树脂的生产原料是应用最广泛的工业化学品之一。根据美国环境保护署的报告显示，每年有超过100万磅的BPA被释放到环境中。然而，BPA在环境中难以分解，并且会对生物的生殖器官造成严重损害。因此，亟需开发一种高效、低成本、无二次污染的BPA处理技术。[0003]高级氧化法(AOPs)是一种能高效降解废水中难降解有机污染物的技术。近年来，基于过硫酸盐的高级氧化法(PS‑AOPs)在处理难降解污染物方面展现出良好的应用前景。与Fenton或类Fenton反应体系中产生的羟基自由基(HO·‑)相比，过硫酸盐高级氧化工艺中·‑0产生的硫酸根自由基(SO4)具有更高的氧化电位(E＝2.5–3.1V)以及更长的半衰期(30‑·‑1·‑40μs)。除了SO4之外，过硫酸盐活化过程中还可能产生单线态氧(O2)和超氧化物(O2)，它们也能高效去除污染物。由于过硫酸盐稳定性强，常用过渡金属或非金属碳基材料进行活化。虽然过渡金属能有效活化过硫酸盐，但是显著的金属浸出以及昂贵的成本限制了这项技术的实际应用。因此，亟需开发一种成本低廉、绿色环保、无二次污染的功能材料。[0004]生物质炭是一种由生物质热解生成的含碳材料，它被认为是一种成本低廉且极具发展前景的过硫酸盐活化剂。研究表明，每吨生物质炭的生产成本比活性炭便宜1000美元。然而，生物质炭本身是惰性材料，只有对其表面进行调控才能发挥出它的催化特性。氮掺杂可以调节sp2杂化碳骨架的电子性质以及赋予