一种负载微生物的氮杂改性生物炭制备方法及应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115228433A(43)申请公布日2022.10.25(21)申请号202210855266.9(22)申请日2022.07.19(71)申请人安徽省农业科学院植物保护与农产品质量安全研究所地址230000安徽省合肥市农科南路40号(72)发明人董旭(74)专利代理机构合肥元律知识产权代理事务所(普通合伙)34249专利代理师聂永旺(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/24(2006.01)B01J20/30(2006.01)B09C1/10(2006.01)B09C1/08(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种负载微生物的氮杂改性生物炭制备方法及应用(57)摘要本发明公开了一种负载微生物的氮杂改性生物炭制备方法，该方法包括以下步骤：步骤a：原材料的处理；步骤b：氮杂改性生物炭的制备；步骤c：负载微生物的氮杂改性生物炭的制备。本发明提供一种负载微生物的氮杂改性生物炭制备方法，通过该方法的设计，制备工艺简单，原料低廉易得，易于推广和大规模生产应用，负载微生物的氮杂改性生物炭，含氮丰富、石墨化程度高，具有大量的缺位电子可与土壤中有机氯农药通过π‑π电子受体‑供体效应和氢键作用产生吸附，吸附有机氯农药后，负载在生物炭表面和孔隙中的微生物利用特异性降解能力，将有机氯农药逐步逐步降解，最后在土壤中矿化生成二氧化碳，并被植物吸收后进入自然循环状态。CN115228433ACN115228433A权利要求书1/1页1.一种负载微生物的氮杂改性生物炭制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤a：原材料的处理将坚果壳进行预处理，预处理完成后，将预处理后的坚果壳与含氮有机物进行混合，获取混合物，其中，坚果壳与含氮有机物的质量比为1：1～1：10，向混合物内加入去离子水，置于第一反应容器内，其中，混合物与去离子水的质量比为1：3～1：5，对第一反应容器内的物料进行加热搅拌，其中，搅拌温度为60～80℃，搅拌时间为12～24h，获取第一干燥产物，将所述第一干燥产物经50～60℃热风干燥，干燥时间为24～48h，获取第二干燥产物；步骤b：氮杂改性生物炭的制备将第二干燥产物置于管式炉内，向管式炉内通入氮气，以10～20℃/min对管式炉进行升温，至800～1000℃后保温1～3h，对管式炉进行冷却，温度降至室温后，获取氮杂生物炭，对氮杂生物炭进行干燥处理，获得氮杂改性生物炭；步骤c：负载微生物的氮杂改性生物炭的制备将氮杂改性生物炭置于第二反应容器内，其中，第二反应容器内含有液体培养基，以2％～5％的接种量接入醒活后的降解菌，将第二反应容器置于恒温振荡器中进行振荡，设定振荡温度为30～35℃，振荡速率为100～150r/min，振荡时间为12～24h，振荡完成后，获取振荡产物，对第二反应容器内的振荡产物进行离心，去掉上清液后获取下层沉淀，下层沉淀经无菌去离子水洗涤3次后，得到负载微生物的氮杂改性生物炭。2.根据权利要求1所述的一种负载微生物的氮杂改性生物炭制备方法，其特征在于：坚果壳为花生壳、核桃壳、芝麻壳中的一种。3.根据权利要求1所述的一种负载微生物的氮杂改性生物炭制备方法，其特征在于：含氮有机物为含氮杂环有机化合物。4.根据权利要求1所述的一种负载微生物的氮杂改性生物炭制备方法，其特征在于：坚果壳的预处理工作流程为：使用清水对坚果壳进行清洗，去除表面灰尘和杂质后，将坚果壳置于带有罩板的木板上进行自然风干，风干24h后对坚果壳进行加热烘干，其中，烘干温度为40℃，烘干时间为6h，烘干完成后，将烘干后的坚果壳进行粉碎，粉碎后过80目筛，获取预处理后的坚果壳。5.根据权利要求1所述的一种负载微生物的氮杂改性生物炭制备方法，其特征在于：管式炉的升温速率为10～20℃/min。6.根据权利要求1所述的一种负载微生物的氮杂改性生物炭制备方法，其特征在于：氮杂生物炭干燥处理工作流程为：使用清水对氮杂生物炭进行清洗，去除未结合的含氮有机物，置于烘箱内进行初步烘干，烘干温度为30℃，初步烘干时间为12h，将初步烘干后的氮杂生物炭取出，于常温下静置12h后，移入烘箱内进行二次烘干，二次烘干温度为40℃，烘干时间为6h，二次烘干完成后，将二次烘干后的氮杂生物炭进行粉碎，粉碎后过80目筛，获取氮杂改性生物炭。7.根据权利要求1所述的一种负载微生物的氮杂改性生物炭制备方法，其特征在于：降解菌为芽胞杆菌、链球菌、假单胞菌、埃希氏菌、黄杆菌中的一种。8.根据权利要求1‑7任一项所述方法制得的一种负载微生物的氮杂改性生物炭。9.根据权利要求8所述的一种负载微生物的氮杂改性生物炭在土壤中持久性有机氯农药污染的治理中的应用。2CN115228433A