[發明專利]一種核桃枝生物炭基肥土壤修復劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010745947.0
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111662728B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 杜璨;杜璇;范學科;鄭愛泉;周濟銘;王鋒;馮帆
• 申請（專利權）人: 楊凌職業技術學院
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;B09C1/00;B09C1/08;B09C1/10;C05G3/80;C09K101/00
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 崔瑞迎

本發明涉及肥料技術領域，具體來說是一種核桃枝生物炭基肥土壤修復劑及其制備方法和應用，一種核桃枝生物炭基肥土壤修復劑的制備方法為：先將核桃枝進行無氧條件碳化，得到核桃枝生物炭，然后將分散后的生物炭與分散后的納米Fe₃O₄混合晶化，使得Fe₃O₄@生物炭的改性生物炭，最后在改性生物炭上附著用于對土壤重金屬污染治理的微生物菌落。此時通過生物炭和Fe₃O₄對土壤中的重金屬離子進行吸附，并通過微生物菌的代謝作用而轉化、降解污染物。不僅實現了核桃枝的廢物利用，而且生物炭、Fe₃O₄和微生物形成了一個降解污染物的體系，并通過三者的共同作用對土壤重金屬污染進行治理。

技術領域

本發明涉及肥料技術領域，具體來說是一種核桃枝生物炭基肥土壤修復劑及其制備方法和應用。

背景技術

土壤本來是各類廢棄物的天然收容所和凈化處理場所，通過土壤來接納污染物，而當土壤中收納的污染物超過了土壤的自凈能力時，就會在衛生學上和流行病學上產生有害影響，表明土壤受到了污染。近年來隨著工業化進程的不斷加快，礦產資源的開采及其冶煉排放，對土壤進行污水灌溉和污泥施用，固體廢棄物的隨意丟棄均造成了土壤重金屬污染逐年攀升，因此土壤重金屬污染已經被得到了廣泛的關注。

生物質炭是生物質在限氧或無氧條件下經高溫熱解炭化而形成的富含碳元素的固態物質，具有羥基、羧基、脂肪雙鍵等親水基團和芳香化結構，它含有大量的碳和植物營養物質、具有豐富的孔隙結構、較大的比表面積且表面含有較多的含氧活性基團，是一種多功能材料。但生物質炭也有不足之處，對于土壤中的重金屬離子來說僅能夠實現物理吸附，并不能從根本上進行有效的去除，因此單獨通過生物質炭進行重金屬污染土壤的治理效果不理想。

核桃是最近幾年在農村大力發展的新型產業，在每年的核桃管理過程中要對核桃樹進行修枝整形，修剪的核桃枝資源十分豐富，但目前修剪的核桃枝大部分被當作柴火焚燒，這不僅浪費了資源還污染了環境，因此本申請以核桃枝為原料制備得到生物質炭，實現了核桃枝的廢物利用。

現有技術的生物炭基肥土壤修復劑僅是通過將生物炭基肥與保水劑、無機鹽或有機養料進行混合，或者將生物炭基肥與生物質進行腐熟，通過調節土壤結構的方式來實現土壤修復，對于重金屬污染的土壤的治理來說，這種土壤修復劑明顯作用不大，對于重金屬污染的土壤進行治理的話往往治理時間長且治理效果差，因此需要一種新型的生物炭基肥土壤修復劑來對土壤重金屬污染進行治理。

發明內容

針對上述存在的技術不足，本發明的目的是提供一種核桃枝生物炭基肥土壤修復劑及其制備方法和應用，本發明將核桃枝先制備成生物炭，然后通過Fe₃O₄的改性，制備得到Fe₃O₄@生物炭的改性生物炭，再將用于對土壤重金屬污染治理的微生物菌落附著在改性生物炭上，此時通過生物炭和Fe₃O₄對土壤中的重金屬離子進行吸附，并通過微生物菌的代謝作用而轉化、降解重金屬污染物。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種核桃枝生物炭基肥土壤修復劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)生物炭的制備：

a、將預處理后的核桃枝粉碎過60-100目篩，得到預處理生物炭；

b、氮氣氣氛下，將預處理生物炭于管式爐內，以15℃/min的升溫速率由室溫升高至600-700℃后，保溫2-3h，降溫至室溫，球磨并過120-200目篩，得到生物炭；

(2)生物炭的改性：