CN115090262B - 磷酸铈改性沼渣生物炭及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磷酸铈改性沼渣生物炭的制备方法，包括步骤：S1、从厌氧发酵混合物中分离沼渣，高温热解碳化制得沼渣生物炭；S2、将沼渣生物炭采用席夫碱进行浸泡活化处理，处理后水洗至pH呈中性，烘干；S3、将磷酸铈和沼渣生物炭混合，球磨处理，取出加乙醇搅拌离心、干燥，得到球磨料；S4、将球磨料在700℃‑900℃惰性气氛保护下热解，得到磷酸铈改性沼渣生物炭。本发明以沼渣为原料制作生物炭，采用磷酸铈改性该生物炭，在提高生物炭物理吸附能力的同时增强生物炭的化学吸附能力，大大提高沼渣生物炭联合过硫酸钾对沼液除臭的能力，该除臭方法不会升高沼液的EC值，也不会丢失沼液的肥效，使餐厨垃圾等发酵沼液的肥料化应用得以推广。
Description
技术领域
本发明涉及废弃物资源化利用领域，具体涉及一种磷酸铈改性沼渣生物炭及其制备方法和应用。
背景技术
恶臭是当今世界七种典型公害(大气污染、水质污染、土壤污染、噪声污染、振动、地面下沉、恶臭)中的一种。恶臭直接作用于人的嗅觉，可导致精神萎靡不振、工作效率低、肺及神经性疾病等。沼液产生臭味的原因是因为沼液中微生物代谢产物含有带有臭味的物质，如：硫化氢、氨、挥发性有机物等，均具有较强的挥发性和极低的臭阈浓度。餐厨垃圾经过厌氧发酵产生的发酵物，包括沼渣和沼液，其沼液是一种高浓度有机废水，兼具污染成分复杂、气味难闻、富含氮磷钾元素、肥效优异等特征。但是沼液的色黑和恶臭气味使其资源化利用收到阻碍，尤其在城市中作为园林肥的应用更是处在停滞状态。
为了有效去除沼液的臭味，目前业内技术人员也提出一些方案，例如，发明专利CN105819589 A公开了一种去除沼液臭味的方法。采用添加高铁酸盐的方式，氧化沼液中恶臭气体，但是此方法存在一个问题，高铁酸盐的添加，将使餐厨垃圾发酵沼液本就偏高的EC值(电导率，衡量溶液中可溶性盐浓度)增加，使餐厨垃圾发酵沼液的推广难度变大。发明专利CN 102229504 B公开了一种无臭味的沼液肥，采用添加废糖蜜的方法去除沼液臭味，但是糖蜜原料的缺点主要是胶体含量过高，需要进行复杂的前处理。发明专利CN 102923883 B公开了一种通过臭氧曝气和添加活性炭的方式去除沼液臭味的方法。然而，臭氧曝气会导致臭氧利用不够充分，成本较高。其使用的生物炭虽然其具有廉价的特点和良好的物理吸附能力，但其对沼液除臭的效果仍不太理想。此外，伴随厌氧发酵产生的沼渣因大量堆放也恶化了环境，如何对沼渣进行减量化资源化处理，也是需要考虑的。
基于上述原因，有必要对现有技术提出改进方案。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有沼液恶臭难以作为园林肥料资源化处理以及沼渣堆放污染环境的技术问题，本发明的技术目的是提供一种磷酸铈改性沼渣生物炭及其制备方法，以沼渣为原料制作生物炭，并采用磷酸铈改性该生物炭，在提高生物炭物理吸附能力的同时增强生物炭的化学吸附能力，大大提高沼渣生物炭联合过硫酸钾对沼液除臭的能力，且该方法不会升高沼液的EC值，也不会丢失沼液的肥效，使餐厨垃圾等发酵沼液的肥料化应用得以推广。
(二)技术方案
第一方面，本发明提供一种磷酸铈改性沼渣生物炭的制备方法，包括以下步骤：
S1、从厌氧发酵混合物中分离沼渣，高温热解碳化制得沼渣生物炭；
S2、将沼渣生物炭采用席夫碱进行浸泡活化处理，处理后水洗至pH呈中性，烘干；
S3、将磷酸铈和沼渣生物炭混合，置于球磨机中球磨处理，取出加乙醇搅拌离心、干燥，得到球磨料；
S4、将球磨料在700℃-900℃惰性气氛保护下热解，得到磷酸铈改性沼渣生物炭。
根据本发明的较佳实施例，在S1具体步骤包括：从厌氧发酵混合物中分离沼渣，将沼渣干燥处理，然后置于高速破碎机中磨细，过筛，制得干燥超细沼渣；将干燥超细沼渣置于惰性气氛下，进行高温热解碳化制得沼渣生物炭。
根据本发明的较佳实施例，S1中，沼渣在常温-80℃下干燥至恒重，然后过100目筛。
根据本发明的较佳实施例，S1中，高温热解碳化的条件为：氮气气氛保护下，400℃-600℃热解保温2-3h。其中，高温热解碳化的升温速度优选为5℃/min。
根据本发明的较佳实施例，S2中，所述席夫碱为0.8-2mol/L的席夫碱溶液。席夫碱主要是指含有亚胺或甲亚胺特性基团(－RC＝N－)的一类有机化合物，通常希夫碱是由胺和活性羰基缩合而成。席夫碱具有抑菌、杀菌的作用，同时其还是一种良好的配体，可以和大部分金属离子配合。使用席夫碱浸泡生物炭的预处理，可以化活性炭，解析表面吸附的有机酸，可以提高生物炭的吸附能力；相比其他的活化碱，席夫碱有利于提高活化生物炭与磷酸铈的结合能力。
根据本发明的较佳实施例，S3中，磷酸铈和沼渣生物炭按照质量比0.5-2:1进行混合。
根据本发明的较佳实施例，S4中，热解条件为：在温度700℃-900℃惰性气氛保护下热解，升温速率为2℃/min，停留时间2-3h。
第二方面，本发明还涉及一种磷酸铈改性沼渣生物炭，其采用上述任一实施例制备得到。
第三方面，本发明还涉及一种厌氧发酵沼液的除臭方法，其采用上述任一实施例制备的磷酸铈改性沼渣生物炭和氧化剂共同投加到沼液中，实现对沼液的除臭。
(三)有益效果
本发明的方案具有以下优点：
(1)使用磷酸铈CePO4修饰活性炭，可以增加生物炭表面的含氧官能团(如酮基)的数量，增强活性炭的化学吸附能力。相比一些含活性官能团的有机修饰材料，磷酸铈的热稳定性好，在50℃左右的沼液中不会发生性能的改变，还可在高温加热条件或水热反应条件下使用。磷酸铈还具有良好的汞吸附性能和杀菌作用，可对沼液中的有害物质如汞等吸附去除，有利于沼液作为园林肥料的用途。
(2)在使用磷酸铈改性沼渣生物炭之前，先用席夫碱浸泡生物炭，一方面可以活化生物炭，解析表面吸附的有机酸，为与磷酸铈的结合提供结合位点，提高生物炭的吸附能力。相比采用其他碱，席夫碱活化有利于提高生物炭与磷酸铈的结合能力。
(3)本发明采用磷酸铈改性沼渣生物炭对沼液进行除臭，为沼液用作园林肥料做准备。该方法操作简单，安全系数高。处理完沼液的生物炭通过离心方法回收。由于磷酸铈本身在水中为不可溶，因此不会导致沼液中EC值升高，不会影响厌氧发酵沼液的肥效，使餐厨垃圾等发酵沼液的肥料化应用得以推广。
(4)对于厌氧发酵产生的混合物而言，本发明的方法是对厌氧发酵混合物的全面资源化处理。厌氧发酵混合物经过压滤或离心后产生滤液和沼渣，沼渣用于制作磷酸铈改性生物炭，将改性生物炭投入到沼液中除臭、脱色、吸附汞、灭菌等无害化处理后，制成园林肥料。此方法即减量化资源化处理了沼渣，又处理了沼液，其一举两得，节约成本，是一种科学绿色的方法。其中沼渣为厌氧发酵产生渣，包含大量菌渣和菌丝，相比常规生物质热解碳化制备的生物炭，前者具有更大的基础比表面积，有利于获得高比表面积的生物炭。在制备磷酸铈改性生物炭的过程中，将沼渣先后经高速破碎机中磨细、过筛、热解碳化、席夫碱浸泡、与固体磷酸铈混合球磨等处理后，制得更大比表面积、更高物理吸附性能和化学吸附性能的生物炭，实现对沼液的高效脱色、除臭和无害化处理的效果。
(5)磷酸铈改性的沼渣生物炭在pH为3-11中均能稳定地发挥除臭作用，餐厨垃圾厌氧沼液pH在7.5左右，此反应不需调节沼液pH值即可稳定发挥作用，减少了酸碱调节剂的用量成本。
(6)磷酸铈可改变生物炭的微观形态，原始生物炭表面较为光滑的自然棒状结构，改性后生物炭为富含片状和小颗粒的复合结构，颗粒和层状结构的协同作用大大增加了生物炭微观表面，使更多活性结合位点暴露，促进了磷酸铈改性生物炭的催化活性，使磷酸铈改性生物炭能高效催化过氧化物对沼液除臭和脱色的过程。
(7)沼渣含氮高，磷酸铈-生物炭混合球磨后再进行高温热解过程中，可产生自有氮掺杂效应，自有氮掺杂与磷酸铈改性炭协同作用产生层页状生物炭。沼渣固有氮含量高，高含量的蛋白质、脂质提供了丰富的O-官能团；并且，N官能团和O官能团之间的美拉德反应可以促进N的保留，并提供N自掺杂的机会。
(8)磷酸铈改性沼渣生物炭的无机阴离子通过二次热解增加，尤其是碳酸盐和磷酸盐，导致电导率(EC)值高于改性前的生物炭。这有利于激活PDS，并且，PO4 3-的存在使磷酸铈改性沼渣生物炭的吸附能力更强。此外，C-O，-OH作为磷酸铈改性沼渣生物炭催化剂材料/PDS系统中的活性位点，提供电子并激活PDS。
附图说明
图1为磷酸铈改性前原始沼渣生物炭和磷酸铈改性后沼渣生物炭的SME图。
图2为磷酸铈改性沼渣生物炭PC-2BBC的性能重复性测试图。
具体实施方式
为了进一步明确本发明方案及其技术进步性，以下结合具体实施例和技术效果进行说明。
实施例1
一种磷酸铈改性沼渣生物炭的制备方法，包括以下步骤：
(1)从餐厨垃圾厌氧发酵液中通过压滤分出沼渣，将沼渣置于烘箱中80℃下干燥至沼渣恒重，将干燥好的沼渣置于高速破碎机中磨碎，过100目筛。
(2)将过筛后的材料在管式炉的氮气气氛保护下，450℃热解两小时得到沼渣生物炭，热解升温速率为5℃/min，热解后停留2h，待管式炉降温后，得到沼渣生物炭BBC。将其放置真空干燥保存，重量50g。
(3)将沼渣生物炭BBC放入1mol/L的席夫碱的烧杯中浸泡1h，后用去离子水洗净至pH为中性，再次烘干。
(4)取10g磷酸铈与20g沼渣生物炭置于球磨机中，以500r/min的转速处理1h取出，以酒精为溶剂搅拌、离心，80℃烘箱干燥24h。
(5)在氮气气氛下700℃热解2h，热解升温速率为2℃/min，得到磷酸铈改性沼渣生物炭。由于该磷酸铈改性沼渣生物炭中，磷酸铈是沼渣生物炭质量的2倍，该磷酸铈改性沼渣生物炭记录为0.5PC-BBC。
实施例2
本实施例与实施例1的区别主要在于：
步骤(4)中，取15g磷酸铈与15g沼渣生物炭置于球磨机中，以500r/min的转速处理1h。步骤(5)中，在氮气气氛下800℃热解2h，热解升温速率为2℃/min，得到磷酸铈改性沼渣生物炭，该磷酸铈改性沼渣生物炭记录为PC-BBC。其余操作和步骤与实施例1相同。
实施例3
本实施例与实施例1的区别主要在于：
步骤(4)中，取20g磷酸铈与10g沼渣生物炭置于球磨机中，以500r/min的转速处理1h取出，以酒精为溶剂搅拌、离心，80℃烘箱干燥24h。步骤(5)中，在氮气气氛下900℃热解2h，热解升温速率为2℃/min，得到磷酸铈改性沼渣生物炭，该磷酸铈改性沼渣生物炭记录为2PC-BBC。其余操作和步骤与实施例1相同。
如图1左图所示，为实施例1步骤(2)制备的沼渣生物炭BBC的SEM图，图1右侧为实施例1步骤(5)制备的磷酸铈改性沼渣生物0.5PC-BBC的SEM图。如图所示，改性前原始BBC表面较为光滑的自然棒状结构，改性后生物炭为富含片状和小颗粒的复合结构，颗粒和层状结构的协同作用大大增加了生物炭微观表面，使更多活性结合位点暴露，促进了磷酸铈改性生物炭的催化活性，使磷酸铈改性生物炭能高效催化过氧化物对沼液除臭和脱色的过程。
测试实施例1-3制备的磷酸铈改性沼渣生物炭对沼液除臭的性能，测试方法如下：将餐厨垃圾厌氧发酵沼液冷却至室温，过滤，取50ml沼液于50ml烧杯中，放入搅拌子。置于磁力搅拌器上。向沼液中投加磷酸铈改性沼渣生物炭(并以实施例1中改性前原始BBC为对照)和过硫酸钾，磷酸铈改性沼渣生物炭投加量为2g/L，过硫酸钾投加量为1mM。
在搅拌下反应3h，每反应1h取一次臭气样品。采用三点比较式臭袋法测定处理前后沼液臭气值。通过对催化剂的性能测试，除臭效果记录如下：
由以上实验结果可知，相比改性前原始沼渣生物炭BBC来说，磷酸铵改性沼渣生物炭PC-BBC对沼液的催化除臭能力更优，尤其是以实施例3制备的磷酸铈改性沼渣生物炭2PC-BBC效果最为显著，这说明当磷酸铈改性沼渣生物炭时，使磷酸铈的质量大于沼渣生物炭的质量，可以得到性能最优的生物炭材料，且优选磷酸铈是沼渣生物炭的质量的2倍。
继续检测采用磷酸铈改性沼渣生物炭2PC-BBC(2g/L)和过硫酸钾(1mM)处理的沼液前后有所含主要肥效成分的变化，其结果如下(g/L)：
由上表可知，采用本发明磷酸铈改性沼渣生物炭和氧化剂联合对沼液除臭后，除臭沼液中的总氮、总磷和总钾含量基本不变。这表明磷酸铈改性沼渣生物炭CP-BBC对沼液的除臭方法不影响沼液的肥效，这非常有利于无害化处理沼液制作园林肥料，使餐厨垃圾等发酵沼液的肥料化应用得以推广。
比较实施例3中改性前原始沼渣生物炭BBC和磷酸铈改性沼渣生物炭2PC-BBC的比表面积数据如下：
| 材料 | 比表面积(m2/g) | 平均孔径(nm) |
| BCC | 198.8 | 0.87 |
| 2PC-BCC | 450.7 | 1.64 |
由以上数据说明，在采用本发明的方法改性生物炭后，生物炭的比表面积扩大了2.27倍，比表面积扩大明显。
在沼液中添加2mg/L铜离子和汞离子，再采用磷酸铈改性沼渣生物炭2PC-BBC处理沼液，离心分离生物炭2PC-BBC，检测发现，处理后沼液中的铜和汞含量显著降低，且活菌数量也有所下降。说明磷酸铈改性沼渣生物炭2PC-BBC对重金属汞有吸附作用，对活菌有灭杀作用。
如图2所示，为了进一步考察实施例3制备的磷酸铈改性沼渣生物炭2PC-BBC的催化除臭稳定性，进行了如图2所示的5次循环实验。每次都是将沼液中分离出来的磷酸铈改性沼渣生物炭2PC-BBC离心帅出水分，然后80℃下干燥，以备下一次利用。经过5次循环使用后，磷酸铈改性沼渣生物炭2PC-BBC联合过硫酸钾催化除臭沼液的性能衰减总量不超过16％，平均每次衰减4％左右。说明本发明制备的磷酸铈改性沼渣生物炭2PC-BBC的催化除臭性能较为稳定。
实施例4
本实施例是在实施例3的基础上，改变步骤(1)，步骤(1)只是将餐厨垃圾厌氧发酵液的沼渣分离出来，于烘箱中80℃下干燥至沼渣恒重，没有“置于高速破碎机中磨碎，过100目筛”的处理。其他步骤与实施例3相同。
实施例5
本实施例是在实施例3的基础上，改变步骤(2)的条件为：氮气气氛保护下，600℃热解两小时得到沼渣生物炭。其他步骤与实施例3相同。
实施例6
本实施例是在实施例3的基础上，改变步骤(3)的条件为：将沼渣生物炭BBC放入2mol/L的席夫碱的烧杯中浸泡1h，后用去离子水洗净至pH为中性，再次烘干。
实施例7
本实施例是在实施例3的基础上，改变步骤(4)的条件为：取20g磷酸铈与10g沼渣生物炭置于球磨机中，以300r/min的转速处理1h取出，以酒精为溶剂搅拌、离心，80℃烘箱干燥24h。
实施例8
本实施例是在实施例3的基础上，改变步骤(5)的条件为：在氮气气氛下700℃热解2h，热解升温速率为5℃/min，得到磷酸铈改性沼渣生物炭2PC-BBC。
比较实施例3-8的磷酸铈改性沼渣生物炭2PC-BBC的比表面积如下：
| 组别 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 |
| 比表面积(m2/g) | 450.7 | 431.0 | 454.9 | 455.1 | 445.6 | 448.2 |
综上所述，当从餐厨垃圾发酵液中分离出沼渣后不经过高速破碎机磨碎过筛处理，所制备的磷酸铈改性沼渣生物炭2PC-BBC的比表面积会有所减小(参见实施例4)，而改变其他条件时，只要磷酸铈与沼渣生物炭质量比保持确定，对改性生物炭比表面积的影响不明显。由比表面积来看，实施例3-8制备的磷酸铈改性沼渣生物炭2PC-BBC在对沼液除臭性能上基本相当。
实施例9
本实施例是在实施例3的基础上，改变步骤(4)的条件为：取30g磷酸铈与10g沼渣生物炭置于球磨机中，以500r/min的转速处理1h取出，以酒精为溶剂搅拌、离心，80℃烘箱干燥24h。沼液除臭过程参见实施例3，磷酸铈改性沼渣生物炭投加量为2g/L，过硫酸钾投加量为1mM
将本实施例制备的改性生物炭与实施例3比较如下：
| 组别 | 比表面积(m2/g) |
| 实施例3 | 450.7 |
| 实施例9 | 448.4 |
对沼液除臭性能比较如下：
| 2PC-BBC | 3PC-BBC | |
| 处理前 | 5495 | 5495 |
| 处理1小时 | 1738 | 1749 |
| 处理2小时 | 977 | 985 |
| 处理3小时 | 506 | 514 |
综上所述，当增加磷酸铈与沼渣生物炭重量比之后，并没有进一步提升磷酸铈改性沼渣生物炭的催化除臭性能。因此，优选地，磷酸铈与沼渣生物炭中，磷酸铈与沼渣生物炭质量比为2:1。
对比例1
本对比例为一种沼渣生物炭的制备方法，包括以下步骤：
(1)取餐厨垃圾厌氧沼渣于烘箱中80℃下干燥至沼渣恒重，将干燥好的沼渣置于高速破碎机中磨碎，将磨细的材料过100目筛。
(2)将过筛后的材料在管式炉的氮气气氛保护下，450℃热解两小时得到沼渣生物炭，热解升温速率为5℃/min，热解后停留2h，待管式炉降温后，得到50g沼渣生物炭BBC。
对比例2
本对比例为一种沼渣生物炭的制备方法，包括以下步骤：
(1)取餐厨垃圾厌氧沼渣于烘箱中80℃下干燥至沼渣恒重，将干燥好的沼渣置于高速破碎机中磨碎，将磨细的材料过100目筛。
(2)将过筛后的材料在管式炉的氮气气氛保护下，450℃热解两小时得到沼渣生物炭，热解升温速率为5℃/min，热解后停留2h，待管式炉降温后，得到沼渣生物炭BBC。将其放置真空干燥保存，重量50g。
(3)将制备的沼渣生物炭放入装有1mol/L的席夫碱的烧杯中浸泡1小时后用去离子水将沼渣生物炭洗净至pH为中性后置于球磨机中，以500r/min的转速处理1小时后将混合物料取出，以酒精为溶剂离心，放置于烘箱中80℃干燥24h，制得沼渣生物炭BBC。
对比例3
本对比例是在实施例3的基础上，没有进行步骤(3)的席夫碱浸泡处理，其余操作参见实施例3，制得磷酸铈改性沼渣生物炭2PC-BBC。
对比例4
本对比例是在实施例3的基础上，没有进行步骤(3)的席夫碱浸泡处理，且步骤(4)中，直接将20g磷酸铈和10g沼渣生物炭中固固混合，未经过球磨机球磨处理。步骤(5)中，将混合物在氮气气氛下900℃热解2h，热解升温速率为2℃/min，得到磷酸铈改性沼渣生物炭2PC-BBC。其余操作和步骤与实施例3相同。
对比例5
本对比例是在实施例3的基础上，没有进行步骤(5)的于氮气气氛下900℃热分解2h的处理。直接将20g磷酸铈和10g席夫碱浸泡并烘干的沼渣生物炭在球磨机中混合，以500r/min的转速处理1h取出，以酒精为溶剂搅拌、离心，80℃烘箱干燥24h，得到2PC-BBC生物炭。
对比例6
采用磨碎过100目筛的干燥玉米秸秆制作生物炭，以替代厌氧发酵液分离出来的沼渣，再按照实施例3相同方法和条件制备生物炭2PC-BBC。
以空白为对照(只向沼液中投加1mM的过硫酸钾)，比较实施例3、对比例1-6各沼渣生物炭对沼液的除臭效果。测试方法，参见实施例3下方所记载的方法。将沼液冷却至室温，过滤，取50ml沼液于50ml烧杯中，放入搅拌子。置于磁力搅拌器上。向沼液中投加生物炭2g/L、过硫酸钾浓度：1mM。一共反应三小时，每一小时取一次臭气样品。采用三点比较式臭袋法测定处理前后沼液臭气值。测得数据如下：
| 组别 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | 对比例6 | 空白 |
| 处理前 | 5495 | 5495 | 5495 | 5495 | 5495 | 5495 | 5495 | 5495 |
| 处理1小时 | 1738 | 5407 | 5045 | 4045 | 4452 | 4547 | 2344 | 5450 |
| 处理2小时 | 977 | 5266 | 4468 | 3390 | 3786 | 3815 | 1542 | 5341 |
| 处理3小时 | 506 | 5173 | 4018 | 2458 | 2951 | 3110 | 1105 | 5202 |
由实施例3与对比例1比较可知，未使用磷酸铈修饰的沼渣生物炭联合1mM过硫酸钾处理沼液时，除臭效果很差。对比例1-2比较可知，使用席夫碱活化的沼渣生物炭BBC的沼液除臭效果得以提升。由实施例3和对比例3比较可知，在其他处理步骤都相同的情况下，使用席夫碱处理后再磷酸铈修饰的沼渣生物炭比没有席夫碱处理的沼渣生物炭，前者对沼液的除臭效果更好。对比例4中制备磷酸铈改性生物炭时，未浸泡席夫碱又没有进行磷酸铈-沼渣生物炭球磨处理，导致制备的生物炭对沼液的除臭性能进一步恶化。对比例5中，采用球磨机将20g磷酸铈和10g席夫碱处理的沼渣生物炭球磨处理1h，加酒精离心，烘干后制得2PC-BBC生物炭。由于其未在700-900℃惰性气氛下热解，制备的磷酸铈改性沼渣生物炭对沼液的除臭效果较差，说明高温热解过程有助于获得比表面积更大，活性吸附位点更多的改性生物炭。对比例6替换了制备生物炭的原材料，使用干燥玉米秸秆在500℃惰性气氛下热解碳化，然后按照实施例3的方法进行磷酸铈改性，制得2PC-BBC生物炭，该生物炭也能获得很好的沼液除臭效果，但与沼渣生物炭相比，性能略显差一些。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种磷酸铈改性沼渣生物炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、从厌氧发酵混合物中分离沼渣，高温热解碳化制得沼渣生物炭；
S2、将沼渣生物炭采用席夫碱进行浸泡活化处理，处理后水洗至pH呈中性，烘干；
S3、将磷酸铈和沼渣生物炭混合，置于球磨机中球磨处理，取出加乙醇搅拌离心、干燥，得到球磨料；
S4、将球磨料在700℃-900℃惰性气氛保护下热解，得到磷酸铈改性沼渣生物炭。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在S1具体步骤包括：从厌氧发酵混合物中分离沼渣，将沼渣干燥处理，然后置于高速破碎机中磨细，过筛，制得干燥超细沼渣；将干燥超细沼渣置于惰性气氛下，进行高温热解碳化制得沼渣生物炭。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，S1中，沼渣在常温-80℃下干燥至恒重，然后过100目筛。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1中，高温热解碳化的条件为：氮气气氛保护下，400℃-600℃热解保温2-3h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2中，所述席夫碱为0.8-2mol/L的席夫碱溶液。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S3中，磷酸铈和沼渣生物炭按照质量比0.5-2:1进行混合。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S4中，热解条件为：在温度700℃-900℃惰性气氛保护下热解，升温速率为2℃/min，停留时间2-3h。
8.一种磷酸铈改性沼渣生物炭，其采用权利要求1-7任一项所述的制备方法制得。
9.一种厌氧发酵沼液的除臭方法，其特征在于，将权利要求8所述的磷酸铈改性沼渣生物炭和氧化剂共同投加到沼液中，实现对沼液的除臭。
10.权利要求8所述的磷酸铈改性沼渣生物炭在沼液除臭工艺中的应用。
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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