[發明專利]一種制備適合南北方稻區的生物炭制備技術

在審

• 申請號: 201610159203.4
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105777428A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 趙遠;張玉虎;孫向武;侯國軍;孫辰鵬;楊澤平;張念慈;王樂陽
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C05G3/04
• 分類號: C05G3/04;C05G3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明公開了一種制備適合南北方稻區的生物炭制備技術，屬于生物炭領 域。

背景技術

生物炭，通常是指以自然界廣泛存在的生物質資源為基礎，利用特定的炭 化技術，由生物質在缺氧條件下不完全燃燒所產生的富碳產物。常見的生物炭有 秸稈炭、木炭、花生殼炭等。生物炭可溶性極低，具有高度羧酸酯化和芳香化結 構，生物質在炭化后具有較大的孔隙度和比表面積，吸附能力強，成為可應用于 農業、工業等領域的一種理想材料。近年來，生物炭受到農業、環境、能源等 領域專家們的廣泛關注，被譽為“黑色黃金”。國內外相關研究結果表明，生物炭 施入農田土壤后可改變土壤理化性質，對提高肥料利用效率，增加作物產量，促 進農業可持續發展等都具有重要作用。

科學家們圍繞生物炭在保持土壤肥力，增加土壤碳截留和養分循環等農田 生態系統功能方面開展了一系列研究，生物炭是指植物生物質在部分或完全缺氧 的條件經熱解炭化產生的一類高度芳香化富含碳素的固態物質，具有高度穩定 性。

發明內容

本發明主要解決的技術問題：針對目前生物炭隨著裂解溫度升高，生物炭 的產率變低，表面電荷減少，高溫裂解過程中，揮發性有機物的去除使得生物炭 中C含量升高，HO含量降低，生物炭表面離子官能團減少，離子官能團的減少 在一定程度上降低了生物炭與金屬離子的結合能力的問題，提供了一種制備適合 南北方稻區的生物炭制備技術，本發明制得的生物炭有離子吸附交換能力及一定 吸附容量，能提高對營養元素的吸附能力和增加養分有效性，還可提高土壤陽離 子或陰離子交換量，從而可增加土壤保肥能力，無論使南方還是北方稻都適合使 用，對南方的水稻增產率為2～3％，對南方水稻增產率為0.5～1.2％。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

(1)取400～500g的廢舊樹皮和300～400g的廢舊樹葉，將其放入太陽下曬干， 曬干后放入粉碎機中粉碎成120～160目粉末，按固液比1:2將其加入蒸餾水混 合，并向混合物中滴加濃度3mol/L的鹽酸溶液調節pH值為5.5～6.5，調節后放 入超聲分散儀中分散10～15min，得懸濁液；

(2)稱取25～35g氯化鐵和8～10g硫酸亞鐵于500mL的三口燒瓶中，并向瓶 中加入150～200mL的水，攪拌直至固體溶解得混合液，用滴管緩慢滴加質量分 數30％的氨水于三口燒瓶中，調節pH至10.5～11.5，移入水浴鍋升溫至45～ 55℃，并用磁力攪拌器以500～600r/min的轉速攪拌20～30min，攪拌后繼續升 溫至70～80℃，保溫陳化1～2h；

(3)將陳化后的混合物移入臥式離心機，以7000～8000r/min的轉速高速離心 處理10～15min，分離得到沉淀物，將沉淀物用去離子水洗滌直至pH為7，得 氧化鐵微粒；

(4)將8～10g上述得到的氧化鐵微粒，加入到步驟(1)中的懸濁液中，用磁力 攪拌器在600～700r/min的轉速下攪拌混合30～40min，向攪拌后懸濁液中，加 入質量分數35％氫氧化鈉溶液調節pH值為9.5～10.0，靜置20～30min后在35～ 40℃下進行陳化5～6h，陳化后過濾，將濾渣用去離子水洗滌3～5次，清洗后 放入烘箱中在40～45℃下干燥完全，將干燥后固體放入炭化爐中，在600～690℃ 下進行炭化1～2h，即可得磁性生物炭。

本發明的有益效果是：

(1)本發明制得的生物炭有離子吸附交換能力及一定吸附容量，能提高對營養 元素的吸附能力和增加養分有效性；

(2)本發明制得的生物炭可提高土壤陽離子或陰離子交換量，從而可增加土壤 保肥能力，無論使南方還是北方稻都適合使用，對南方的水稻增產率為2～3％， 對南方水稻增產率為0.5～1.2％。

具體實施方式