[发明专利]一种炭基双功能土壤修复剂的制备方法、产品及修复方法

说明书

本发明属于土壤修复及控释肥相关技术领域，并公开了一种炭基双功能土壤修复剂的制备方法、产品及修复方法。该制备方法包括下列步骤：S1将生物质颗粒、无机磷肥和水混合，搅拌混合均匀，混合后的混合物蒸干以此获得生物炭前驱体；S2将所述生物炭前驱体热解，以此在该生物炭前驱体中形成孔隙，获得生物炭基体，所述热解过程中，所述磷肥中的P官能团和所述生物质中包含的植物生长所需元素K或Ca储存到所述孔隙中；S3选取羟甲基纤维素钠溶解获得相应的凝胶液，将该凝胶液与所述生物炭基体混合，搅拌均匀，冷冻干燥，以此获得所需的炭基双功能土壤修复剂。通过本发明，解决修复效率不高，无法满足贫瘠土壤所需补充养分需求的问题。

技术领域

本发明属于土壤修复及控释肥相关技术领域，更具体地，涉及一种炭基双功能土壤修复剂的制备方法、产品及修复方法。

背景技术

近年来，活性炭等炭基吸附材料，由于其高稳定性、大比表面积和孔体积、良好的孔隙分布等，被认为是用于土壤污染物脱除的最有前景和高效的吸附剂之一。此外，生物炭还田之后可以成为土壤的惰性碳库，具有“碳负排放”的优点。为了提高生物炭去除污染物的效率，一系列炭基土壤修复剂被用于土壤的修复。而现有的炭基土壤修复剂，由于制备原料和方法的差异，都有或多或少的缺陷，例如：1、现有的炭基土壤修复剂均使用酸/碱活化、金属氧化物/盐(Fe₃O₄、ZnCl等)负载等改性手段，制备过程中引入了大量化学试剂，直接在土壤中使用会向土壤引入新的污染物；2、现有的炭基土壤修复剂对土壤污染物只能作用一次，不具有持久修复能力，无法面对和处理土壤中的持续性输入污染物；3、现有的炭基土壤修复剂只具有污染物吸附的单一功能，面对轻污染程度土壤，修复剂的利用效率不高，另外，其无法满足贫瘠土壤需要补充养分的需求，需要另外施加化肥，提高了土壤修复的材料、生产和人工成本。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种炭基双功能土壤修复剂的制备方法、产品及修复方法，解决修复效率不高，无法满足贫瘠土壤所需补充养分需求的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种炭基双功能土壤修复剂的制备方法，该制备方法包括下列步骤：

S1将生物质颗粒、无机磷肥和水混合，搅拌混合均匀，混合后的混合物蒸干以此获得生物炭前驱体；

S2将所述生物炭前驱体热解，以此在该生物炭前驱体中形成孔隙，获得生物炭基体，所述热解过程中，所述磷肥中的P官能团和所述生物质中包含的植物生长所需元素K或Ca储存到所述孔隙中；

S3选取羟甲基纤维素钠溶解获得相应的凝胶液，将该凝胶液与所述生物炭基体混合，搅拌均匀，冷冻干燥，以此获得所需的炭基双功能土壤修复剂。

进一步优选地，在步骤S1中，所述生物质颗粒的粒径为80目～120 目，该生物质颗粒是通过对生物质原料以此进行晒干、粉碎和过筛后获得，该生物质原料为一种或几种农林废弃物混合物。

进一步优选地，在步骤S1中，所述无机磷肥为过磷酸钙、重过磷酸钙或磷酸二氢钾中的一种或混合物，其中，所述无机磷肥与生物质颗粒混合的质量比为1:5～5:1，无机磷肥和生物质颗粒质量之和与水的质量比为 1:4～1:8，混合温度为80℃～90℃，搅拌时间为2h～8h。

进一步优选地，在步骤S2中，所述热解温度为550℃～750℃，热解时间为0.5～2h，升温速率为5℃/min～10℃/min。

进一步优选地，在步骤S3中，所述凝胶液是将所述羟甲基纤维素钠与水按照质量比1:10～1:5进行混合溶解获得，混合溶解的温度为40℃～ 80℃。

进一步优选地，在步骤S3中，所述生物炭基体与凝胶液混合的质量比为3:1～12:1。

进一步优选地，在步骤S3中，所述冷冻干燥的温度为-45℃～-35℃，冷冻干燥的时间为24h～36h。