[發明專利]一種緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑的制備及使用方法

有效

• 申請號: 201610071104.0
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105524623B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 劉傳平;李芳柏
• 申請（專利權）人: 廣東省生態環境與土壤研究所(廣東省土壤科學博物館)
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;C05G3/04;C05G3/00;C09K101/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 雷月華,裘暉

1.一種緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將生物質晾干并粉碎，在隔絕空氣的條件下，升溫至300℃～800℃，保持此溫度3～12小時，制得鐵基生物炭前驅物；

(2)將鐵鹽或亞鐵鹽配制成含鐵質量分數為0.5％～5％的溶液；

(3)步驟(1)制備的鐵基生物炭前驅物在保持溫度80～350℃的條件下，加入步驟(2)制備的含鐵溶液，邊加邊攪拌；鐵基生物炭前驅物和含鐵溶液質量體積比為1:0.2～1:5；攪拌均勻后冷卻至室溫，干燥、粉碎、過篩，制得鐵基生物炭材料；

(4)將步驟(3)制備的鐵基生物炭材料、高嶺土和生物淀粉按照質量份數100:0.5:1～100:5:10混勻，加水或噴水攪拌至含水量50％～80％，造粒后干燥獲得芯材；

(5)在55～75℃、攪拌的條件下，將殼聚糖溶液加入酸性硅溶膠中，控制殼聚糖溶液和酸性硅溶膠體積比為1:2～1:5，加完后再于55～75℃加熱0.5～1h，制得酸性包衣材料前驅物；在55～75℃、攪拌的條件下，向制得的酸性包衣材料前驅物中加入乳化劑，控制乳化劑為殼聚糖質量的0.5％～5％，攪拌均勻后加入堿性催化劑進行催化，并保持55～75℃條件下攪拌1～1.5h，控制pH為9～11；真空除氣泡，制得堿性包衣材料；

(6)將步驟(5)制得的堿性包衣材料對步驟(4)所制備的芯材進行包衣，控制芯材和堿性包衣材料的質量體積比在30:1～5:1；包衣后晾干制得緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑。

2.根據權利要求1所述的緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中以5℃～10℃/分鐘速率升溫至300℃～800℃；步驟(1)中所述的生物質為廢棄的木本或草本植物根、莖和葉的一種或數種。

3.根據權利要求1所述的緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述鐵鹽是氯化鐵、硝酸鐵、硫酸鐵中的一種或幾種；所述亞鐵鹽是氯化亞鐵、硝酸亞鐵、硫酸亞鐵中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述的鐵基生物炭前驅物的溫度保持為100～200℃；步驟(3)中所述過篩是指過60目篩。

5.根據權利要求1所述的緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述的生物淀粉是玉米粉、紅薯粉、馬鈴薯或木薯粉；步驟(4)制得的芯材粒徑為3～5mm。

6.根據權利要求1所述的緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述鐵基生物炭材料、高嶺土和生物淀粉的重量份數比為100:1:2～100:2.5:5。

7.根據權利要求1所述的緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑的制備方法，其特征在于，步驟(5)中所述的乳化劑是聚丙烯酰胺、烷基苯磺酸鈉類、阿拉伯膠、吐溫系列、斯潘系列中的一種或幾種的混合物；所述的堿性催化劑是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的一種或幾種的混合物；所述酸性硅溶膠控制pH為1～4，二氧化硅質量分數為5～15％。

8.根據權利要求1所述的緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑的制備方法，其特征在于，步驟(6)中所述的芯材和堿性包衣材料的質量體積比為15:1～10:1；包膜厚度為0.5～1mm。

9.一種緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑，其特征在于，其由權利要求1至8任一項所述的緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑的制備方法制備得到。

10.權利要求9所述的緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：稻田犁耙均勻后，每畝施用緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑100～300公斤作為基肥；均勻撒施，施用時保持田間淹水3～5cm；施用后5～10天再插秧。