[发明专利]一种镁插层蒙脱土改性生物炭复合材料的制备方法

说明书

一种镁插层蒙脱土改性生物炭复合材料的制备方法，它涉及蒙脱土改性生物炭复合材料的制备方法。它是要解决现有利用生物炭控制化肥养分释放的方法操作繁琐的技术问题。制备方法：将钙基蒙脱土和改性剂混合，加入去离子水，经加热搅拌、抽滤、烘干，得到钠化蒙脱土；再将钠化蒙脱土和有机柱撑剂混合，加入去离子水，经加热搅拌、洗涤、烘干，得到改性蒙脱土；将改性蒙脱土和MgCl₂·6H₂O混合，加入去离子水，经加热搅拌、抽滤、洗涤、烘干，得到镁插层蒙脱土；将镁插层蒙脱土和生物炭混合，加热搅拌，抽滤、烘干，得到镁插层蒙脱土改性生物炭。本发明利用蒙脱土和生物炭减少土壤养分淋失，可用于农业领域。

技术领域

本发明涉及蒙脱土改性生物炭复合材料的制备方法。

背景技术

农田土壤养分淋失会消耗土壤肥力，加速土壤酸化。为提高粮食产量，农民一般会增加化肥的投入量，虽然增加了作物产量，但对于已经几乎肥料饱和的土壤来说，所增加的肥料中，被农作物吸收的越来越少，冲入河海的越来越多，不但造成了肥料的利用率较低，也同时给水环境带来负面影响。

生物炭是由生物质在完全或部分缺氧以及相对较低的温度(≤700℃)条件下，经热解炭化形成的一种含碳量极其丰富的、性质稳定的产物。生物炭孔隙结构发达，具有很强的吸附特性和高度的稳定性。近年来，有关生物炭与土壤质地改善的研究成为热点，利用生物炭可改良土壤质量，减少土壤养分淋失。如申请号为CN201310217750.X的中国专利公开一种制备生物炭基氮肥的方法，它是将生物炭与硝酸和氨水进行反应，获得反应混合物；步骤二，对反应混合物进行造粒，获得生物炭基氮肥。利用生物炭控制硝酸铵养分释放。但是该方法需要在化肥生产时加入生物炭，操作麻烦。

发明内容

本发明是要解决现有利用生物炭控制化肥养分释放的方法操作繁琐的技术问题，而提供一种镁插层蒙脱土改性生物炭复合材料的制备方法。

本发明的镁插层蒙脱土改性生物炭复合材料的制备方法，按以下步骤进行：

一、称取钙基蒙脱土、改性剂、有机柱撑剂、MgCl₂·6H₂O和生物炭；

二、将步骤一称取的钙基蒙脱土和改性剂混合，加入去离子水，加热搅拌、抽滤、烘干，得到钠化蒙脱土；

三、向步骤二中得到的钠化蒙脱土中加入步骤一中称取的有机柱撑剂，再加入去离子水，加热搅拌、洗涤、烘干，得到改性蒙脱土；

四、向步骤三中得到的改性蒙脱土中加入步骤一中称取的MgCl₂·6H₂O，再加入去离子水，加热搅拌、抽滤、洗涤、烘干，得到镁插层蒙脱土；

五、向步骤四中得到的镁插层蒙脱土加入步骤一中称取的生物炭，混合搅拌后，放入高压反应釜中在温度为200～210℃的条件下反应20～22h，反应完成后，抽滤、烘干，得到镁插层蒙脱土改性生物炭复合材料。

更进一步地，步骤一中的改性剂为碳酸钠、磷酸氢二钠、氯化钠或硫酸钠。

更进一步地，步骤一中的改性剂质量为钙基蒙脱土质量的5％～6％。

更进一步地，步骤一中的有机柱撑剂为十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵或十六烷基溴化吡啶。

更进一步地，步骤二中的钙基蒙脱土和改性剂的质量之和与去离子水的固液质量比为 (1～1.5):10。

更进一步地，步骤二中的加热搅拌时的温度为50～60℃，搅拌时间为1～2h。

更进一步地，步骤二中的烘干温度为80～85℃。

更进一步地，步骤三中有机改性剂加入量为钠化蒙脱土的30％～35％。