【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水污染治理，尤其是涉及一种畜禽废物资源化水处理催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、目前，我国废水排放量大，相应的废水处理量也大，其处理过程能耗高、效率低一直是我国处理污废水的难题，需要耗费大量的人力和物力，因此，亟需研发低成本高效率的水处理技术和方法。
2、我国畜禽粪便排放量大，常规处理方式主要是腐熟堆肥处理，所需时间长，占地面积大，产生臭味，污染环境，且存在畜禽废弃物利用率低等问题。鸽粪廉价易得，富含丰富的有机质和无机质，含有鸽子摄入饲料中大量的营养物，其富含碳、氮、磷、钙、铁等元素，是制备水处理催化剂的优秀原料。
3、以鸽粪为原料制备水处理催化剂，一方面将废物资源化，另一方面高效净化废水。这种以废治废的水处理技术既可将废物合理资源化，又可极大地降低水处理成本，同时收获生态效益和经济效益。
4、中国专利技术专利cn 113828361 a公开了一种废物资源化催化剂及其制法和在处理有机污染物中的应用，该催化剂以鸡粪为原料，通过对鸡粪风干粉碎及热解再脱水缩合退化还原处理所得，该催化剂虽具备活化过硫酸盐产生硫酸根自由基的能力，进而可降解水中有机污染物以达到净化污水的效果。但是，该催化剂处理有机污染物时，所需要的过硫酸盐浓度高，并且净化污水所需的时间长，限制了其在有机污染物污水中的应用。
5、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种畜禽废物资源化水处理催化剂及其制备方法和应用，该催化剂仅
2、第一方面，本专利技术提供一种畜禽废物资源化水处理催化剂的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、向干燥后的鸽粪中加入前驱体溶液进行浸渍，浸渍完成后依次进行蒸干、烘干，得到催化剂前驱体；
4、s2、将催化剂前驱体进行热解，热解完成后依次进行研磨、离心洗涤和干燥，得到畜禽废物资源化水处理催化剂；
5、其中，所述前驱体溶液为葡萄糖和尿素中的任意一种或两种的水溶液。
6、本专利技术的畜禽废物资源化水处理催化剂在制备过程中，首先对鸽粪进行干燥处理，然后将干燥后的鸽粪浸渍在葡萄糖、尿素等的前驱体溶液中，使葡萄糖或尿素等物质均匀负载在鸽粪表面，经过蒸干、烘干并与鸽粪碳元素共热后形成类石墨烯基底，经过鸽粪中钙、铁等金属元素的诱导，类石墨烯基底与金属离子形成阳离子π结构，进而构成电子分布不均匀的活性催化位点，该活性催化位点具备活化过硫酸盐产生单线态氧的能力。
7、本专利技术之所以使用葡萄糖和尿素中的任意一种或两种作为前驱体浸渍液，是因为前驱体碳元素的加入可以增加有序碳的含量，在热解过程中促进类石墨烯基底的形成；前驱体氮元素的加入进一步调控类石墨烯基底的电子分布，增强活性位点的电子极化，从而增强催化剂活性。
8、因此，本专利技术所制备得到的畜禽废物资源化水处理催化剂与过硫酸盐联用可用于降解水中多种污染物，并可在短时间内以达到净化废水的效果。
9、作为本技术方案优选地，步骤s1中，所述干燥时，将鸽粪干燥至水分含量在10％以下，可采用室外晒制或风吹等方法。
10、本专利技术在鸽粪干燥后，可进一步对鸽粪进行筛网过筛、去除砂砾、羽毛等杂质，其中，筛网过筛时优选60-100目筛网。
11、作为本技术方案优选地，步骤s1中，所述浸渍时，控制干燥后的鸽粪与前驱体溶液的固液浸渍比为1g：(1-20)ml，并优选为1：(10-20)ml，其中，前驱体溶液的浓度为0.1-10mmol/l，并优选为5-10mmol/l。
12、作为本技术方案优选地，步骤s1中，所述蒸干时，将浸渍完成后的体系置于水浴锅中搅拌蒸干，以去除大部分水分，其中，水浴锅的温度为60-80℃；将搅拌蒸干后的体系进一步置于烘箱中进行烘干，以得到干燥的催化剂前驱体，其中，烘箱的温度为60-100℃。
13、进一步将负载有葡萄糖或尿素前驱体的鸽粪置于马弗炉中进行热解，以使葡萄糖、尿素等前驱体与鸽粪碳元素共热形成类石墨烯基底，并在鸽粪中钙、铁等金属元素的诱导下，形成阳离子π结构，构成电子分布不均匀的活性催化位点，使制成的催化剂具备活化过硫酸盐产生单线态氧的能力，其中，热解的具体条件为先于500-600℃下热解30-60min，然后程序升温至600-800℃热解30-60min，升温速率为5-10℃/min。
14、进一步研究表面，本专利技术热解优选的条件为600℃下热解60min，保持600℃继续热解60min，升温速率5℃/min。
15、热解完成后，进一步使用研钵对催化剂进行研磨，并研磨至没有明显颗粒感；所述离心洗涤时，使用水或其他可替代清水的药剂如乙醇等溶剂进行清洗，并离心分离3-5次，其中，离心时，控制离心机的转速为8000-10000rpm。
16、第二方面，本专利技术还公开了上述制备方法制备得到的畜禽废物资源化水处理催化剂，该催化剂只需要活化微量过硫酸盐即可达到高效处理效果，也理应属于本专利技术的保护范围。
17、第三方面，本专利技术还公开了上述制备方法制备得到的畜禽废物资源化水处理催化剂与过硫酸盐联合在含有机污染物废水处理中的应用，也理应属于本专利技术的保护范围。
18、其中，所述有机污染物包括四环素和环丙沙星中的任意一种或两种，且有机污染物的浓度为0.5-10mg/l。
19、此外，研究表明，本专利技术的畜禽废物资源化水处理催化剂与过硫酸盐在含有机污染物废水处理中使用时，优选地，控制畜禽废物资源化水处理催化剂在废水中的浓度为0.05-1g/l，过硫酸盐在废水中的浓度为0.05-0.2mmol/l。可见，该催化剂大大降低了药剂的使用量，显著降低了废水中有机污染物的处理成本。
20、本专利技术的畜禽废物资源化水处理催化剂，至少具有以下有益技术效果：
21、1、本专利技术的畜禽废物资源化水处理催化剂在制备过程中，首先对鸽粪进行干燥处理，然后将干燥后的鸽粪浸渍在葡萄糖或尿素的前驱体溶液中，使葡萄糖或尿素物质均匀负载在鸽粪表面，经过蒸干、烘干并与鸽粪碳元素共热后形成类石墨烯基底，经过鸽粪中钙、铁等金属元素的诱导，类石墨烯基底与金属离子形成阳离子π结构，进而构成电子分布不均匀的活性催化位点，该活性催化位点具备活化过硫酸盐产生单线态氧的能力。因此，本专利技术所制备得到的畜禽废物资源化水处理催化剂与过硫酸盐联用可用于降解水中多种污染物，并可在短时间内以达到净化废水的效果；
22、2、本专利技术所使用的原材料为畜禽粪便，原料廉价易得，所制备得到的催化剂可用于污水中有机污染物的处理，以废治废，有效缓解了环境修复的压力，节约了资源能源，并且该制备方法工艺简单，可操作性强，生产制备成本低；
23、3、本专利技术所制备得到的催化剂仅需活化微量过硫酸盐即可达到高效处理效果，并且其催化效果好，废水处理效果高，稳定性好，使用寿命长，废水处理成本低。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种畜禽废物资源化水处理催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述干燥时，将鸽粪干燥至水分含量在10％以下。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述浸渍时，控制干燥后的鸽粪与前驱体溶液的固液浸渍比为1g：(1-20)mL，其中，前驱体溶液的浓度为0.1-10mmol/L。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述蒸干时，将浸渍完成后的体系置于水浴锅中搅拌蒸干，其中，水浴锅的温度为60-80℃；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述热解时，将催化剂前驱体置于马弗炉中于500-600℃下热解30-60min，然后程序升温至600-800℃热解30-60min，升温速率为5-10℃/min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述研磨时，使用研钵研磨至没有明显颗粒感；
7.一种畜禽废物资源化水处理催化剂，其特征在于，根据权利要求1-6任一项所述的制备方
8.权利要求7所述畜禽废物资源化水处理催化剂的应用，其特征在于，所述畜禽废物资源化水处理催化剂与过硫酸盐在含有机污染物废水处理中的联用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述有机污染物包括四环素和环丙沙星中的任意一种或两种，且有机污染物的浓度为0.5-10mg/L。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述畜禽废物资源化水处理催化剂与过硫酸盐在含有机污染物废水处理中联用时，控制畜禽废物资源化水处理催化剂在废水中的浓度为0.05-1g/L，过硫酸盐在废水中的浓度为0.05-0.2mmol/L。
...【技术特征摘要】
1.一种畜禽废物资源化水处理催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述干燥时，将鸽粪干燥至水分含量在10％以下。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述浸渍时，控制干燥后的鸽粪与前驱体溶液的固液浸渍比为1g：(1-20)ml，其中，前驱体溶液的浓度为0.1-10mmol/l。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述蒸干时，将浸渍完成后的体系置于水浴锅中搅拌蒸干，其中，水浴锅的温度为60-80℃；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述热解时，将催化剂前驱体置于马弗炉中于500-600℃下热解30-60min，然后程序升温至600-800℃热解30-60min，升温速率为5-10℃/min...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕来，刘洁美，曹文锐，胡春，
申请(专利权)人：清远广大协同创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。