一种高效同时吸附土壤无机磷和溶解有机磷的改性生物炭制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107459025A(43)申请公布日2017.12.12(21)申请号201610385277.X(22)申请日2016.06.03(71)申请人中国科学院城市环境研究所地址361021福建省厦门市集美区集美大道1799号(72)发明人罗专溪侯杰发汪艳如颜昌宙(51)Int.Cl.C01B32/05(2017.01)B01J20/20(2006.01)B01J20/32(2006.01)C09K17/04(2006.01)C09K101/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种高效同时吸附土壤无机磷和溶解有机磷的改性生物炭制备方法与应用(57)摘要本发明提供了一种能高效同时吸附土壤无机磷和溶解有机磷的改性生物炭。本发明改性生物炭由以下步骤制备而成：（1）采集风干的牦牛粪，破碎并过筛；（2）用六水合氯化镁配制成含一定镁离子浓度的浸渍液；（3）将破碎好的牦牛粪与改性浸渍液按比例混合均匀；（4）将牦牛粪与浸渍液的混合物置于摇床中充分浸渍；（5）将浸渍后的牦牛粪过滤出来并置于烘箱中烘干；（6）烘干后的牦牛粪用马弗炉在氮气保护下慢速热解制成改性生物炭。本发明将干牦牛粪烧制成改性生物炭实现了生物质的高效再利用，并且此改性生物炭可以高效同时吸附土壤无机磷和溶解有机磷，有效控制了农业面源污染。CN107459025ACN107459025A权利要求书1/1页1.一种高效同时吸附土壤无机磷和溶解有机磷的改性生物炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）生物质采集和预处理；（2）改性生物炭所用浸渍液的配制；（3）生物质与改性浸渍液按一定比例混合均匀；（4）将生物质和改性浸渍液的混合物置于摇床中震荡；（5）过滤浸渍后的生物质并于烘箱中烘干；（6）将烘干后的生物质置于马弗炉中慢速热解。2.根据权利要求1所述一种高效同时吸附土壤无机磷和溶解有机磷的改性生物炭的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，生物质为采自风干的牦牛粪，然后用破碎机将其破碎至粒径小于0.5cm后过筛。3.根据权利要求1所述一种高效同时吸附土壤无机磷和溶解有机磷的改性生物炭的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，浸渍液用六水合氯化镁溶于超纯水配制而成，其镁离子含量为：0.1~2.0mol/L。4.根据权利要求1所述一种高效同时吸附土壤无机磷和溶解有机磷的改性生物炭的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，牦牛粪与浸渍液混合的固液比为1:2~1:8（牦牛粪，g/改性浸渍液，mL）。5.根据权利要求1所述一种高效同时吸附土壤无机磷和溶解有机磷的改性生物炭的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，震荡使浸渍充分。6.根据权利要求1所述一种高效同时吸附土壤无机磷和溶解有机磷的改性生物炭的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，烘箱温度在90~100℃，并且烘干至恒重。7.根据权利要求1所述一种高效同时吸附土壤无机磷和溶解有机磷的改性生物炭的制备方法，其特征在于，步骤（6）中，热解过程一直通入氮气保护以确保无氧或缺氧环境，热解的升温速率为慢速（加热速率为2~10℃/min），最终热解温度为600℃，热解时间为3~4h。8.权利要求1-7任一所述方法制备得到的改性生物炭。9.权利要求8中所述的改性生物炭在控制农田磷面源污染方面的应用。10.根据权利要求9所述应用，适用于世界范围内农田磷面源污染的控制。2CN107459025A说明书1/3页一种高效同时吸附土壤无机磷和溶解有机磷的改性生物炭制备方法与应用技术领域[0001]本发明涉及一种高效同时吸附土壤无机磷和溶解有机磷的改性生物炭的制备，以及应用于农田磷面源污染的控制，属于水污染控制领域。背景技术[0002]近年来，污水处理技术发展迅速，点源污染逐渐得到了有效的控制，而农业面源污染仍是一个棘手的问题，它已经成为了我国水体富营养化的主要污染源。目前，污染物源头的控制、污染物流失路径的截断以及污染地的修复是治理农业面源污染的三大措施。其中，污染物源头的控制作为最有效的防治措施，不但能够实现污染物的最小量输出，而且可以在一定程度上起到控制污染范围的作用。[0003]农田土壤中磷可以分为无机磷和有机磷两大类。其中无机磷占土壤全磷的50%~80%；而有机磷占土壤全磷的20%~50%，主要是由肌醇磷酸盐、磷脂和核酸组成，其中又以植酸（溶解有机磷）占的量最多。农业面源中土壤磷素的流失包括无机磷和溶解有机磷。[0004]生物炭主要以植物残体、动物粪便等农林废弃物为原料在完全或部分缺氧条件下热解制备而成。生物炭具有很强的稳定性和吸附性，具有很好的持留污染物的功用，在污染修复和控制上具有巨大的潜力。常规制备的生物炭由于呈现电负性，不具有阴离子交换能力，因此对土壤中的