【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物炭催化剂，具体涉及一种磷掺杂牛粪基生物炭催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、活化过硫酸盐催化技术是一种常见的有机合成技术，它在化学合成领域中得到广泛应用。该技术使用活化过硫酸盐作为氧化剂，将其与底物反应，从而产生所需的化合物。近年来，活化过硫酸盐催化技术的不断发展使其在环境领域得到了越来越广泛的应用，成为了在水处理中先进的技术之一。过硫酸盐高级氧化技术具有绿色环保，无二次污染，反应条件和设备简单，使用成本低的优势，已被广泛用于解决各种环境问题。过硫酸盐催化剂的存在可以显著提高反应速率和产率。
2、但传统的过硫酸盐催化剂往往是由重金属离子或金属氧化物构成，容易产生重金属泄露或自身具有剧毒性等缺点，导致此类催化剂在实际应用中具有较大的风险性。且这类金属催化剂的制备方法复杂，制备过程耗能大，制备成本高。因此，制备一种绿色环保、简单经济的非金属过硫酸盐催化剂势在必行。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种磷掺杂牛粪基生物炭催化剂及其制备方法与应用，以解决现有过硫酸盐催化剂存在的在实际应用中存在重金属泄露或自身剧毒性的风险，以及制备方法复杂，制备过程耗能大和制备成本高的问题。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一种磷掺杂牛粪基生物炭催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、(1)将湿牛粪研磨进行第一次烘干后，置于h3po4水溶液中搅拌，然后密封浸渍，进行第二次烘干，
5、(2)将步骤(1)得到的生物炭前驱物进行密封缺氧热处理，冷却后依次经洗涤，第三次烘干，研磨，制得。
6、本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种磷掺杂牛粪基生物炭催化剂的制备方法，以牛粪为基质，通过掺杂磷元素提高了生物炭对硫酸演的催化活性，制得的磷掺杂牛粪基生物炭催化剂具备比表面积大、孔隙结构发达和表面官能团丰富等特点，是一种能够快速活化过硫酸盐降解水中雌激素e2的催化剂材料。本专利技术具备制备方法简单、催化效果良好、对环境友好等特点，既能够有效的处理畜禽废弃物牛粪，又将牛粪重新利用降解水中的雌激素，能够有效的解决禽畜养殖场中排放污水中雌激素浓度过高的问题，在水处理
具备良好的应用前景。
7、进一步地，步骤(1)中第一次烘干的温度为50-70℃，时间为5-24h。
8、优选地，步骤(1)中第一次烘干的温度为60℃，时间为15h。
9、进一步地，步骤(1)中h3po4水溶液的浓度为0.5-1.0mol/l。
10、优选地，步骤(1)中h3po4水溶液的浓度为0.75mol/l。
11、进一步地，步骤(1)中第一次烘干后的牛粪与h3po4水溶液的质量体积比为8-12g：80-120ml。
12、优选地，步骤(1)中第一次烘干后的牛粪与h3po4水溶液的质量体积比为10g：100ml。
13、进一步地，步骤(1)中搅拌的转速为500-700rpm，时间为30-90min；密封浸渍的温度为20-30℃，时间为20-30h；第二次烘干的温度为50-70℃，时间为10-30h。
14、优选地，步骤(1)中搅拌的转速为600rpm，时间为60min；密封浸渍的温度为25℃，时间为25h；第二次烘干的温度为60℃，时间为20h。
15、进一步地，步骤(2)中热处理的条件为：以4-6℃/min的升温速率，加热至450-550℃后保温2-4h。
16、优选地，步骤(2)中热处理的条件为：以5℃/min的升温速率，加热至500℃后保温3h。
17、进一步地，步骤(2)中第三次烘干的温度为50-70℃，时间为5-12h。
18、优选地，步骤(2)中第三次烘干的温度为60℃，时间为8h。
19、采用上述进一步技术方案的有益效果为：本专利技术提供的磷掺杂牛粪基生物炭催化剂在制备原料中不含对环境有害或易造成，环境污染的物质，且制备条件温和，制备周期短，可适用于大规模工业化生产，具备绿色环保、经济效益高的特点。
20、一种磷掺杂牛粪基生物炭催化剂，采用上述的制备方法制得。
21、上述的磷掺杂牛粪基生物炭催化剂在活化过硫酸盐降解雌激素e2中的应用。
22、本专利技术具有以下有益效果：
23、(1)本专利技术提供了一种磷掺杂牛粪基生物炭催化剂的制备方法，通过掺杂磷元素有效提高了牛粪基生物炭对硫酸盐的催化活性，制备方法简单，条件温和，制备周期短，具备绿色环保、经济效益高等特点，可适用于大规模工业化生产。
24、(2)本专利技术制得的磷掺杂牛粪基生物炭催化剂比表面积大、孔隙结构发达、表面官能团丰富，是一种能够快速活化过硫酸盐降解水中雌激素e2的催化剂材料，磷掺杂牛粪基生物炭催化剂不含重金属等剧毒或对环境有害的物质，制备原料简单易得，对活化过硫酸盐降解雌激素e2的催化效果好，在水处理
具有良好的应用前景。
【技术保护点】
1.一种磷掺杂牛粪基生物炭催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的磷掺杂牛粪基生物炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中第一次烘干的温度为50-70℃，时间为5-24h。
3.根据权利要求1所述的磷掺杂牛粪基生物炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中H3PO4水溶液的浓度为0.5-1.0mol/L。
4.根据权利要求1或3所述的磷掺杂牛粪基生物炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中第一次烘干后的牛粪与H3PO4水溶液的质量体积比为8-12g：80-120mL。
5.根据权利要求1所述的磷掺杂牛粪基生物炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌的转速为500-700rpm，时间为30-90min；密封浸渍的温度为20-30℃，时间为20-30h；第二次烘干的温度为50-70℃，时间为10-30h。
6.根据权利要求1所述的磷掺杂牛粪基生物炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中热处理的条件为：以4-6℃/min的升温速率，加热至450-550℃后
7.根据权利要求1所述的磷掺杂牛粪基生物炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中第三次烘干的温度为50-70℃，时间为5-12h。
8.一种磷掺杂牛粪基生物炭催化剂，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的制备方法制得。
9.权利要求8所述的磷掺杂牛粪基生物炭催化剂在活化过硫酸盐降解雌激素E2中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种磷掺杂牛粪基生物炭催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的磷掺杂牛粪基生物炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中第一次烘干的温度为50-70℃，时间为5-24h。
3.根据权利要求1所述的磷掺杂牛粪基生物炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中h3po4水溶液的浓度为0.5-1.0mol/l。
4.根据权利要求1或3所述的磷掺杂牛粪基生物炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中第一次烘干后的牛粪与h3po4水溶液的质量体积比为8-12g：80-120ml。
5.根据权利要求1所述的磷掺杂牛粪基生物炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌的转速为500...
【专利技术属性】
技术研发人员：范功端，游武，周君厚，宋益青，罗静，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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