[發明專利]一種生物炭負載微粉的土壤改良劑，制備方法及應用

有效

• 申請號: 202310053791.3
• 申請日: 2023-02-03
• 公開（公告）號: CN115785958B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 田強;徐榮福;孔全存;劉薈達;張鑫博;劉國忠;劉桂禮
• 申請（專利權）人: 中國建設基礎設施有限公司;北京信息科技大學
• 主分類號: C09K17/04
• 分類號: C09K17/04;C05G3/80;C05G3/60;C05G5/12;C01B32/05;B09C1/08;B09C1/00;A01B79/02;C09K101/00;C09K109/00
• 代理公司: 北京開陽星知識產權代理有限公司 11710
• 代理人: 董亞男

1.一種生物炭負載微粉的土壤改良劑，其特征在于，所述土壤改良劑為負載有TiO₂微粉的改性生物炭顆粒，所述改性生物炭顆粒表面負載有鉀元素和磷元素；所述改性生物炭表面負載鉀元素的質量百分比含量為0.3%~1.2%，負載磷元素的質量百分比含量為0.3%~1.0%；所述改性生物炭顆粒與所述TiO₂微粉的質量比為10:(1~3)；所述土壤改良劑的粒徑為2~5mm，所述TiO₂微粉的粒徑為0.5~10μm；所述改性生物炭顆粒表面負載TiO₂微粉，通過以下步驟制備：S31：配制TiO₂分散液；稱取所述TiO₂微粉，加入無水乙醇溶液中，添加表面活性劑，攪拌，得到TiO₂分散液；在20~40℃、在1000~3000轉/分鐘攪拌1小時；S32：配制硅烷偶聯改性溶液，包括：稱取硅烷偶聯劑，加入無水乙醇中，配制成混合改性溶液；S33：改性生物炭與TiO₂微粉通過硅烷偶聯，包括：稱取改性生物炭，將其加入所述硅烷偶聯改性溶液中，添加所述TiO₂分散液，在20~40℃、用磁力攪拌器攪拌10~14小時；S34：乳液分離，包括：將S33中攪拌后的乳液進行離心分離，然后沖洗；S35：將沖洗后的樣品烘干；烘干溫度為45~55℃，烘干時間為3~5小時；S36：超聲分散；將烘干后的樣品進行超聲分散，得到改性生物炭負載TiO₂微粉的土壤改良劑。

2.根據權利要求1所述的土壤改良劑，其特征在于，所述S31中，所述表面活性劑為三乙胺醇；在所述TiO₂分散液中，所述TiO₂微粉的質量百分比含量為1%?~?3%，所述無水乙醇的質量百分比含量為91%?~?93%，所述三乙胺醇的質量百分比含量為6%；所述S32中，所述硅烷偶聯劑為3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；在所述混合改性溶液中，所述硅烷偶聯劑的質量百分比含量為20%，所述無水乙醇的質量百分比含量為72%，所述水的質量百分比含量為8%；所述S33中，所述硅烷偶聯改性溶液、所述改性生物炭、所述TiO₂分散液的重量比為10:(0.5~2):(5~20)；所述S34中，所述沖洗采用無水乙醇沖洗。

3.根據權利要求1所述的土壤改良劑，其特征在于，所述改性生物炭顆粒采用秸稈、牲畜糞便、廢木料、松針和果皮果殼中的至少一種制備而成；和/或，所述改性生物炭顆粒的粒徑為2~5mm，比表面積為700~800m2/g，總孔容積0.5~0.6cm3/g；所述改性生物炭顆粒通過以下步驟制備：S11：將生物炭原料粉碎，得到原料粉；S12：將所述原料粉與改性劑混合，浸漬8~24小時，離心、干燥得固體物；所述改性劑為含有磷酸鉀和氫氧化鉀的水溶液；?S13：將所述固體物置于惰性氣體中，升溫至700℃~850℃熱解1.5~3小時；S14：清洗至中性，干燥，即為所述改性生物炭顆粒。

4.根據權利要求3所述的土壤改良劑，其特征在于，所述S11中，所述原料粉的粒徑為5~?8?mm；和/或，所述S12中，所述改性劑中磷酸鉀和氫氧化鉀的摩爾比為(1~2):(8~9)，濃度為5~10mol/L；和/或，所述原料粉與所述改性劑的質量比為(3~8):(1~5)；和/或，所述干燥溫度為70~80℃；所述S13中，所述惰性氣體的流速為20~30?mL/min，所述升溫速率為3?~?6℃/min；和/或，所述升溫至790~810℃熱解2小時；所述S14中，所述清洗條件為采用超純水和0.1~1mol/L鹽酸反復抽濾沖洗；和/或，所述干燥條件為100~110℃下烘干18~36小時。