[发明专利]一种复合生物炭及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种复合生物炭及其制备方法、应用，属于生物炭技术领域，所述制备方法包括以下步骤：制备复合生物炭原料；将复合生物炭原料烘干、粉碎，加入钒钛磁铁矿尾矿粉末，在盐酸溶液中浸泡，搅拌混合后过滤，得混合固体；将混合固体缺氧加热，冷却后得到复合生物炭粉末；将复合生物炭粉末清洗、过滤，直至滤液PH值呈中性，将清洗后的复合生物炭粉末置于真空条件下烘干，即制得粉末状的复合生物炭。本发明制备的复合生物炭具有较高的孔隙率、比表面积、吸附能力及产率，能更好的吸附重金属和有机污染物。

技术领域

本发明涉及生物炭技术领域，具体是一种复合生物炭及其制备方法、应用。

背景技术

生物炭具有发达的孔隙结构，其表面含有大量的官能团和负电荷，对重金属离子有较强的吸附和固定能力，能够通过改变上壤理化性质，增强土壤对重金属的络合能力，有效地降低土壤重金属污染程度，减轻重金属对作物生长的毒性作用。

单一生物炭经高温热解后会产生副产物，加之自身原材料的特点，导致其孔隙率降低、表面官能团数目减少，且由于表面带负电对阴离子的吸附效果往往较差，生物炭质量轻、粉末颗粒小、成分单一，吸附重金属和有机污染物等的效果受到影响，在水和土壤中的回收也受到限制。

基于此，如何优化生物炭原料，提高生物炭的吸附能力、孔隙率等是生物炭技术的重要研究方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合生物炭的制备方法，由该方法制备的复合生物炭具有较高的孔隙率、比表面积、吸附能力及产率，能更好的吸附重金属和有机污染物。同时本发明还公开了该复合生物碳及其应用。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：复合生物炭的制备方法，包括以下步骤：

制备复合生物炭原料；

加入钒钛磁铁矿尾矿粉末至复合生物炭原料中，在盐酸溶液中浸泡，搅拌混合后过滤，得混合固体；

将混合固体缺氧加热，冷却后得到复合生物炭粉末；

将复合生物炭粉末清洗、过滤，直至滤液pH值呈中性，将清洗后的复合生物炭粉末置于真空条件下烘干，即制得粉末状的复合生物炭。

如上所述的制备方法，所述复合生物炭原料由以下方法制备：

取风干后的马尾松松针、麻疯树果实榨油残渣、茶渣，按质量比20%~40%: 30%~50%: 30%~50%的混合比例进行混合，得混合原料；

将混合原料在无自然光环境下用隔膜覆盖进行自然发酵；

将发酵后的混合原料烘干、粉碎，既得复合生物炭原料。

如上所述的制备方法，所述马尾松松针、麻疯树果实榨油残渣、茶渣的质量比为30%: 40%: 40%。

如上所述的制备方法，所述自然发酵过程中，混合原料成堆发酵，按时翻料保证发酵堆温小于65℃。

如上所述的制备方法，所述混合原料自然发酵时间为15天，发酵后的混合原料烘干温度为60~70℃，烘干时间1~4小时，发酵后的混合原料粉碎后粉末粒径小于1mm。

如上所述的制备方法，所述钒钛磁铁矿尾矿粉末的粒径小于1mm，且其质量为复合生物炭原料质量的1%~10%。

如上所述的制备方法，所述缺氧加热的加热温度为500~700℃。

如上所述的制备方法，所述复合生物炭粉末清洗时采用去离子水清洗，清洗后的复合生物炭粉末烘干温度为120℃，烘干时间为8小时。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：