[发明专利]一种生物碳缓释肥的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于肥料领域，具体涉及一种生物碳缓释肥的制备方法。

背景技术

据统计，我国化肥年使用量已达到4214万吨，平均368 kg/hm²，并且化肥在施用过程中还存在结构不合理的现象，化肥利用率极低。据资料显示，目前我国氮肥平均利用率只有30%～40%、磷肥只有10%～20%、钾肥只有35%～50%。化肥的流失，不仅增加生产成本，还造成湖泊、水库、江河等水体富营养化，土壤性质改变，生产力下降，农产品品质下降等诸多问题。因此，减轻农业化肥面源污染，发展生态农业，改善生态环境是当前农业生产的重要任务。为此，国内外进行了大量研究工作，研发各型缓释肥料，极大降低了化肥面源污染。

缓释肥料又称长效肥料或控释肥料，指由于化学成分改变或表面包涂半透水性或不透水性物质，而使其中有效养分慢慢释放，保持肥效的长效性。缓释氮肥的最重要特性是可以控制其释放速度，在施入土壤以后逐渐分解，逐渐为作物吸收利用，使肥料中养分能满足作物整个生长期中各个生长阶段的不同需要，一次施用后，肥效可维持数月至一年以上。施用缓释/控释肥料，既可以降低生产成本，又可以减少农业化肥面源污染，利用农业的持续发展。

生物碳是生物质材料在缺氧或限氧条件下热解，去除生物质中的油和气后剩下的固体物质。相关研究表明，生物碳具有巨大的表面积和内部空隙，具有负电荷多、离子交换能力强、吸附性能优异等特点，不仅能直接吸附污染物质，施入土壤后还可改善土壤理化性质、减少养分流失、促进作物生长、吸附固定土壤污染物质，并能增加土壤碳库，减少温室气体排放。生物碳利用研究现已成为环境和农业科学领域研究的热点之一。制备生物碳的原料来源十分广泛，农田废弃物、生活垃圾、牲畜粪便等均可作为制备生物碳的原料，但不同生物质原料和热解温度制备的生物碳结构差异较大，对污染物质的吸附性能也各不相同，这也是近年来相关学者还在继续从事生物碳制备、改性方面研究的关键原因。此外，现有生物碳制备研究中多以单一原料制备生物碳，以混合物料制备生物碳的研究较少，尤其缺乏有目的性对生物质原料进行优化组合以制备高吸附性能生物碳方面的研究。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种生物碳的制备方法。

本发明的第二个目的在于提供一种生物碳缓释肥的制备方法。

本发明的目的是通过如下技术措施实现的：

一种生物碳的制备方法，其特征在于，所述生物碳是由松仁壳和开心果壳按下列方法制得：（1）取松仁壳、开心果壳分别粉碎过20～200目筛，备用；（2）将上述粉碎后的松仁壳、开心果壳按质量比为1～10：1混合，再加入混合催化剂溶液，混合催化剂溶液的配制方法为取松仁壳、开心果壳粉末总质量1%的质量比Co(NO₃)₂·6H₂O: Zr(NO₃)₄·3H₂O=5:3的混合催化剂，加入混合催化剂10倍量的水溶解制得混合催化剂溶液，密封静置24h；（3）将上述生物质置于样品舟中，通入氮气使管式马弗炉中样品舟气压达到0-3MPa，密闭热解，待反应结束冷却至室温取出；所述热解分为低温热解和高温热解两个过程，低温热解过程是先将温度升高至100-300℃，热解30-120min，高温热解过程是继续升温至300-800℃，热解60-200min，升温速度为5-15℃/min；（4）将上述制备的生物碳与5倍生物碳质量的体积浓度为1~20%的H₂O₂混匀，质量体积比为生物碳：H₂O₂=1:5，在振荡器中震荡12h取出，用蒸馏水洗净后烘干，即获得高吸附性能生物碳。

进一步，为了提高生物碳的吸附性能，使得生物碳的稳定性更好，空隙结构更好，一种生物碳的制备方法，其特征在于，所述松仁壳、开心果壳质量比例优选为1：5，松仁壳、开心果壳粉碎过筛目数优选为100目，所述通入氮气使管式马弗炉中样品舟气压优选为1.5MPa，所述低温热解温度优选为150℃，热解时间为60min，所述高温热解温度优选为500℃、热解时间优选为120min，所述H₂O₂体积浓度优选为10%。

一种生物碳缓释肥的制备方法，其特征在于，它是按下列步骤制得：

A.硒矿石处理：将收集的硒矿石粉碎，过20～500目筛；

B.生物碳缓释肥制备：