本发明涉及有机污染物降解，具体地，涉及一种锰/氮掺杂生物炭及其制备方法和活化过硫酸盐降解土壤多环芳烃污染的应用。
背景技术：
1、近年来，基于自由基反应的高级氧化技术己被证明是降解难降解有机化合物的有效方法。在正常状态下，过硫酸盐几乎不会与有机污染物发生反应，因此对其进行活化以产生自由基或其他反应性物质是必需的。生物炭是生物质在缺氧条件下热解的副产物，具有活性位点分散性高、表面官能团丰富、多孔结构好、理化性质可调、环境友好等特点，被广泛用作过硫酸盐的非均相催化剂。
2、然而，生物炭的催化性能有限无法满足日益复杂的污染处理需求。而杂原子掺杂改性被认为是提高生物炭催化活性的一种有价值的策略，因为生物炭的电子态和活性位点可以通过杂原子掺杂(即n、s、b、p)来调节。其中n原子(3.04)比c原子(2.55)具有更强的电负性，所以电子从相邻的c原子流向n原子，有利于带正电的碳原子吸附过硫酸盐分子。同时，n掺杂增强了生物炭与有机污染物之间的π-π相互作用，促进了活性物质的产生和污染物的降解。
3、除此之外，过渡金属(如mn、fe、ni、co和cu)也用于活化过硫酸盐，并赋予其优越的效率和强大的氧化还原性能，使其成为去除废水中污染物的极具潜力的候选者。据报道，在过渡金属中，mn是过硫酸盐活化最有效的成分之一，并且作为磁性材料很容易从环境中去除。但是，传统的过渡金属氧化物与过硫酸盐活化体系中的金属团聚和浸出现象在实际应用中产生了问题。
4、为了克服这个缺点，氮掺杂的生物炭可以用作载体促进金属颗粒的稳定分散并且抑制金属浸出。而且，作为过硫酸盐的活化剂，含有过渡金属的复合催化剂可以通过mnn+/mnn+1的电子循环高效活化过硫酸盐。因此氮掺杂生物炭和锰基化合物结合制备催化剂活化过硫酸盐以去除环境污染物可以视作可行策略。
5、综上所述，金属(mn)与非金属(n)共掺杂制备催化剂具有极大的潜力，将非金属氮对生物炭材料表面性能的优化与金属物质锰的高反应活性综合利用，获得稳定性与高效性并存的催化剂具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服传统的过渡金属氧化物与过硫酸盐活化体系中的金属团聚和浸出现象在实际应用中产生的问题，提供一种锰/氮掺杂生物炭及其制备方法和活化过硫酸盐降解土壤多环芳烃污染的应用，该锰/氮掺杂生物炭对沼渣生物炭进行改性，作为过硫酸盐的活化剂，可以促进金属颗粒的稳定分散并且抑制金属浸出，提高了对土壤淋洗液中多环芳烃(萘)的去除率，同时实现沼渣生物炭资源化利用。并且该锰/氮掺杂生物炭的制备方法操作简单，反应条件易于控制，具有成本低，产品质量稳定的优点。
2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种锰/氮掺杂生物炭的制备方法，该制备方法包括：
3、1)将沼渣炭化得到的沼渣生物炭；
4、2)在溶剂存在的条件下，将所述沼渣生物炭、氮源和锰源混合得到混合物，烘干；
5、3)将烘干后的所述混合物热解，得到锰/氮掺杂生物炭。
6、本发明第二方面提供了一种上述的制备方法制备得到的锰/氮掺杂生物炭。
7、本发明第三方面提供了一种上述的锰/氮掺杂生物炭在活化过硫酸盐降解土壤多环芳烃污染中的应用。
8、本发明的第四方面提供了一种活化过硫酸盐降解土壤多环芳烃污染的方法，该方法包括：将多环芳烃污水、锰/氮掺杂生物炭和过硫酸钠混合，降解；
9、其中，所述锰/氮掺杂生物炭为上述的锰/氮掺杂生物炭。
10、在上述技术方案中，本发明通过使用锰元素和氮元素对沼渣生物炭进行改性，制得锰/氮掺杂生物炭，使沼渣生物炭拥有更强的过硫酸盐活化能力，并且克服了传统的过渡金属氧化物与过硫酸盐活化体系中易出现金属团聚和浸出现象的问题。有效的提高了对土壤淋洗液中多环芳烃(萘)的去除率，同时实现了沼渣生物炭的资源化利用。
11、同时，该锰/氮掺杂生物炭的制备方法操作简单，反应条件易于控制，具有成本低，产品质量稳定的优点。
12、本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种锰/氮掺杂生物炭的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述炭化的条件包括：温度为350-450℃，时间为90-150min，升温速率为5-15℃/min。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，所述沼渣生物炭、氮源和锰源的质量比为1-3:1-3:1；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，所述氮源选自三聚氰胺、尿素、双氰胺和硫脲中的一种或两种以上；
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，所述溶剂选自去离子水、超纯水和蒸馏水中的一种或两种以上；
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤3)中，所述热解的条件包括：温度为600-1000℃，时间为90-150min，升温速率为5-15℃。
7.一种如权利要求1-6中任意一项所述制备方法制备得到的锰/氮掺杂生物炭。
8.一种如权利要求7所述的锰/氮掺杂生物炭在活化过硫酸盐降解土壤多环芳烃污染中的应用。
9.一种活化过硫酸盐降解土壤多环芳烃污染的方法，其特征在于，所述方法包括：将多环芳烃污水、锰/氮掺杂生物炭和过硫酸盐混合，降解；
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述多环芳烃污水、锰/氮掺杂生物炭和过硫酸盐的质量比为1：20-30:10-15，
