一种能减少堆肥有害气体排放的改性生物炭制备和使用方法.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CN106083331A(43)申请公布日2016.11.09(21)申请号201610415922.8(22)申请日2016.06.14(71)申请人华南农业大学地址510642广东省广州市天河区五山路483号(72)发明人王燕陈伟廖新俤(74)专利代理机构广东广信君达律师事务所44329代理人杨晓松(51)Int.Cl.C05G3/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种能减少堆肥有害气体排放的改性生物炭制备和使用方法(57)摘要本发明公开了一种能减少堆肥有害气体排放的改性生物炭制备和使用方法，其包括如下步骤：1)将玉米秸秆自然风干，粉碎到2-5cm后放入到炭化装置中，在厌氧或缺氧的条件下裂解制取生物炭；2)将生物炭研磨后过筛；3)将生物炭进行改性处理；4)将生物炭与蛋鸡粪和锯末按比例混合，充分混匀后，采用强制通风装置进行好氧堆肥15天后即完成堆肥过程，得到肥料。本发明操作简单，成本低廉，易于工业化生产。不仅能够降低堆肥氨气和甲烷总排放量；还能降低堆肥过程中氮素损失，提高堆肥温度，改善堆肥成品的肥效。CN106083331ACN106083331A权利要求书1/1页1.一种能减少堆肥有害气体排放的改性生物炭制备和使用方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将玉米秸秆自然风干，粉碎到2‐5cm后放入到炭化装置中，在厌氧条件下裂解制取生物炭；(2)将生物炭研磨后过筛；(3)对生物炭进行改性处理；(4)对生物炭进行清洗、过滤、烘干处理；(5)将生物炭以一定比例添加到堆肥物料中，充分混匀后进行堆肥处理。2.根据权利要求1所述的一种能减少堆肥有害气体排放的改性生物炭制备和使用方法，其特征在于：所述炭化过程的升温速率为10℃/min，当裂解温度达500℃后停留4h，冷却至室温。3.根据权利要求1所述的一种能减少堆肥有害气体排放的改性生物炭制备和使用方法，其特征在于：步骤(3)中改性处理的方法是：将过筛后的生物炭与浓度为6mol/LHNO3溶液按固液比1:10混合后，置于恒温振荡器中振荡6h，然后对改性后的生物炭进行过滤以去除硝酸，再用去离子水冲洗生物炭，使其pH值接近中性，再对其进行过滤、烘干备用；再将上述硝酸改性生物炭与浓度为20％H2O2溶液按固液比1:10混合后，置于恒温振荡器中振荡6h，然后对改性后的生物炭进行过滤以去除双氧水，再用去离子水冲洗生物炭，使其pH值接近中性，最后对生物炭进行过滤、烘干备用，得到硝酸-双氧水混合改性生物炭。4.根据权利要求3所述的一种能减少堆肥有害气体排放的改性生物炭制备和使用方法，其特征在于恒温振荡器的温度为25℃-30℃，频率为160rpm。5.根据权利要求1所述的一种能减少堆肥有害气体排放的改性生物炭制备和使用方法，其特征在于：采用恒温烘箱对改性后的生物炭进行烘干处理，温度为105℃，烘24h。6.根据权利要求1所述的一种能减少堆肥有害气体排放的改性生物炭制备和使用方法，其特征在于：步骤(5)中，生物炭的加入比例为堆肥鲜重的10％。2CN106083331A说明书1/4页一种能减少堆肥有害气体排放的改性生物炭制备和使用方法技术领域[0001]本发明涉及一种能减少堆肥有害气体排放的改性生物炭制备和使用方法，属于生物炭固氮增肥技术领域。背景技术[0002]生物炭(Biochar)是由生物质如木材、农作物废弃物或植物组织等在缺氧和相对温度“较低”(<700℃)条件下热解而形成的产物(Zhengetal.,2013)。生物炭主要由芳香烃和单质碳或具有石墨结构的碳组成，因其碳组分高度芳香化而具有很好的热稳定性和抗生物化学分解特性(Leeetal.,2013)。[0003]生物炭的吸附可以分为物理吸附和化学吸附。生物质在炭化过程中因非碳元素分解而形成很多孔洞，使其具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积(郑庆福等，2014)，具有较强的物理吸附能力。此外，生物炭表面富有多种官能团，使其具有较强的化学吸附能力(Ahmadetal.,2012；Dastgheibetal.,2014；Zhangetal.,2012)。所以，生物炭的吸附性能取决于其表面结构(孔隙结构、比表面积等)及表面化学性质(表面官能团种类、数量等)。因此，有目的地对生物炭进行表面化学改性，赋予其一些特殊的表面化学性质，从而增强其吸附形式是切实可行的。[0004]目前，生物炭表面化学改性的方法主要有氧化改性、还原改性、有机溶剂改性和活性剂改性。其中氧化改性主要是采取一定手段使生物炭表面发生氧化反应。氧化处理可以改变生物炭的孔隙结构，提高生物炭表面含氧官能团的含量，增强表面极性，改善其吸附能力。不同氧化剂处理后，生物炭表面含氧官能团的数量和种类不