一种稀土元素改性生物碳的方法技术

本发明专利技术公开一种稀土元素改性生物碳的方法，包括以下操作步骤：（1）将氧化镥、氧化铈混合均匀后，加入至盐酸溶液中，混合均匀后，制得氯化稀土水溶液；（2）将氯化稀土水溶液加入至十二烯基丁二酸钠溶液中，将混合物加热后，保温反应，倒去上层水层后，制得十二烯基丁二酸稀土；（3）将烘干处理后的植物秸秆粉碎后，然后向其中加入氧化铝球，混合搅拌均匀后，隔绝氧气加热后，研磨，得到生物碳；（4）将十二烯基丁二酸稀土加入至聚丙烯酸钠水溶液，持续搅拌后，制得混合液，将其喷洒在生物碳上，将生物碳放入至烘箱中，制得改性生物碳。采用本发明专利技术提供的方法制得的改性生物碳，具有优异的吸附水体中磷元素和有机物的功能。

Method for modifying biological carbon with rare earth elements

The invention discloses a method for modifying biological carbon by rare earth elements, which comprises the following operation steps: (1) mixing lutetium oxide and cerium oxide evenly, adding them to hydrochloric acid solution, mixing evenly, and then preparing rare earth chloride aqueous solution; (2) adding rare earth chloride aqueous solution to sodium dodecenyl succinate solution, and mixing the mixture. Rare earth dodecenyl succinate was prepared by heating, heat preservation and pouring out the upper layer of water. (3) The dried plant straw was crushed and then mixed with alumina balls. After mixing and stirring, the straw was heated in isolation of oxygen and grinded to obtain bio-carbon. (4) Rare earth dodecenyl succinate was added to the poly-carbon. Sodium acrylate aqueous solution was stirred continuously, then mixed solution was prepared, sprayed on bio-carbon, and bio-carbon was put into oven to produce modified bio-carbon. The modified biological carbon prepared by the method provided by the invention has excellent function of adsorbing phosphorus and organic matter in water body.

【技术实现步骤摘要】
一种稀土元素改性生物碳的方法
本专利技术属于生物碳制备
，具体涉及一种稀土元素改性生物碳的方法。
技术介绍
生物碳，是由有机垃圾，如动物粪便，动物骨头，植物根茎，木屑和麦秸秆等加工而成的一种多孔碳。生物碳可以保护环境，鉴于其高含碳量和多孔的特性，它不仅可提高土壤蓄水储养的能力，还可保护土壤中的微生物，它像一个地下碳水槽，锁住二氧化碳，最终达到增加作物产量的效果。同时生物碳可吸收有机物质腐烂时释放至大气的二氧化碳；并帮助植物有效储存其光合作用所需的二氧化碳，通过这两种方式，生物碳起到了洁净空气的作用。因此生物碳是目前公认的一种低成本，可持续性的环保能源。生物碳同时也能起到净化水体的作用，其能有效的吸附水体中的磷、有机物，起到净化水体的作用，但是吸附速度较慢，同时吸附效果有待进一步的提升。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种稀土元素改性生物碳的方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的。一种稀土元素改性生物碳的方法，包括以下操作步骤：（1）按重量份计，将4-9份氧化镥、7-10份氧化铈混合均匀后，加入至46-55份质量分数为28-33%的盐酸溶液中，混合均匀后，制得氯化稀土水溶液；（2）按重量份计，将14-20份氯化稀土水溶液加入至35-40份质量分数为10%的十二烯基丁二酸钠溶液中，将混合物加热至70-75℃后，保温反应3-4小时后，倒去上层水层后，制得十二烯基丁二酸稀土；（3）将烘干处理后的植物秸秆粉碎至平均粒径为2-4mm后，然后向其中加入其重量0.01-0.05的氧化铝球，混合搅拌均匀后，在620-650℃的环境中隔绝氧气加热140-160min后，取出，冷却至室温，研磨至60-80目后，得到生物碳；（4）按重量份计，将4-8份十二烯基丁二酸稀土加入至35-40份质量分数为1.5%的聚丙烯酸钠水溶液，持续搅拌50-60min后，制得混合液，将其喷洒在生物碳上，搅拌生物碳后，将生物碳放入至烘箱中，烘干处理后，制得改性生物碳。具体地，上述步骤（3）中，氧化铝球的平均粒径大小为100-120目。具体地，上述步骤（4）中，持续搅拌时的转速为300-400r/min。具体地，上述步骤（4）中，混合液的喷洒量为每千克生物碳喷洒80-100g混合液。具体地，上述步骤（4）中，烘干处理时的温度为40-45℃，烘干处理的时间为3-4小时。由以上的技术方案可知，本专利技术的有益效果是：采用本专利技术提供的方法制得的改性生物碳，具有优异的吸附水体中磷元素和有机物的功能，同时改性生物碳的结构稳定，不易在使用的过程中，发生碎裂的现象。本专利技术步骤（2）中制得的十二烯基丁二酸稀土，在生物碳表面具有优异的结合性能，能与生物碳协同作用，有效的提升了生物碳对水体中磷元素和有机物质的吸附性能；本专利技术在生物碳的烧成过程中，加入一定量的氧化铝球，可有效的提升植物秸秆的受热的均匀度，提升其烧成的效果。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。实施例1一种稀土元素改性生物碳的方法，包括以下操作步骤：（1）按重量份计，将4份氧化镥、7份氧化铈混合均匀后，加入至46份质量分数为28%的盐酸溶液中，混合均匀后，制得氯化稀土水溶液；（2）按重量份计，将14份氯化稀土水溶液加入至35份质量分数为10%的十二烯基丁二酸钠溶液中，将混合物加热至70℃后，保温反应3小时后，倒去上层水层后，制得十二烯基丁二酸稀土；（3）将烘干处理后的植物秸秆粉碎至平均粒径为2mm后，然后向其中加入其重量0.01的氧化铝球，混合搅拌均匀后，在620℃的环境中隔绝氧气加热140min后，取出，冷却至室温，研磨至60目后，得到生物碳；（4）按重量份计，将4份十二烯基丁二酸稀土加入至35份质量分数为1.5%的聚丙烯酸钠水溶液，持续搅拌50min后，制得混合液，将其喷洒在生物碳上，搅拌生物碳后，将生物碳放入至烘箱中，烘干处理后，制得改性生物碳。具体地，上述步骤（3）中，氧化铝球的平均粒径大小为100目。具体地，上述步骤（4）中，持续搅拌时的转速为300r/min。具体地，上述步骤（4）中，混合液的喷洒量为每千克生物碳喷洒80g混合液。具体地，上述步骤（4）中，烘干处理时的温度为40℃，烘干处理的时间为3小时。实施例2一种稀土元素改性生物碳的方法，包括以下操作步骤：（1）按重量份计，将7份氧化镥、8份氧化铈混合均匀后，加入至50份质量分数为30%的盐酸溶液中，混合均匀后，制得氯化稀土水溶液；（2）按重量份计，将16份氯化稀土水溶液加入至38份质量分数为10%的十二烯基丁二酸钠溶液中，将混合物加热至73℃后，保温反应3.5小时后，倒去上层水层后，制得十二烯基丁二酸稀土；（3）将烘干处理后的植物秸秆粉碎至平均粒径为3mm后，然后向其中加入其重量0.03的氧化铝球，混合搅拌均匀后，在640℃的环境中隔绝氧气加热150min后，取出，冷却至室温，研磨至70目后，得到生物碳；（4）按重量份计，将6份十二烯基丁二酸稀土加入至38份质量分数为1.5%的聚丙烯酸钠水溶液，持续搅拌55min后，制得混合液，将其喷洒在生物碳上，搅拌生物碳后，将生物碳放入至烘箱中，烘干处理后，制得改性生物碳。具体地，上述步骤（3）中，氧化铝球的平均粒径大小为110目。具体地，上述步骤（4）中，持续搅拌时的转速为350r/min。具体地，上述步骤（4）中，混合液的喷洒量为每千克生物碳喷洒90g混合液。具体地，上述步骤（4）中，烘干处理时的温度为43℃，烘干处理的时间为3.5小时。实施例3一种稀土元素改性生物碳的方法，包括以下操作步骤：（1）按重量份计，将9份氧化镥、10份氧化铈混合均匀后，加入至55份质量分数为33%的盐酸溶液中，混合均匀后，制得氯化稀土水溶液；（2）按重量份计，将20份氯化稀土水溶液加入至40份质量分数为10%的十二烯基丁二酸钠溶液中，将混合物加热至75℃后，保温反应4小时后，倒去上层水层后，制得十二烯基丁二酸稀土；（3）将烘干处理后的植物秸秆粉碎至平均粒径为4mm后，然后向其中加入其重量0.05的氧化铝球，混合搅拌均匀后，在650℃的环境中隔绝氧气加热160min后，取出，冷却至室温，研磨至80目后，得到生物碳；（4）按重量份计，将8份十二烯基丁二酸稀土加入至40份质量分数为1.5%的聚丙烯酸钠水溶液，持续搅拌60min后，制得混合液，将其喷洒在生物碳上，搅拌生物碳后，将生物碳放入至烘箱中，烘干处理后，制得改性生物碳。具体地，上述步骤（3）中，氧化铝球的平均粒径大小为120目。具体地，上述步骤（4）中，持续搅拌时的转速为400r/min。具体地，上述步骤（4）中，混合液的喷洒量为每千克生物碳喷洒100g混合液。具体地，上述步骤（4）中，烘干处理时的温度为45℃，烘干处理的时间为4小时。对比例1步骤（4）的混合液中不加入十二烯基丁二酸稀土，其余操作步骤与实施例1完全相同。分别用各实施例和对比例的方法制得生物炭，然后分别测试其对磷（磷酸二氢钾）和苯酚的吸附效果，试验结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土元素改性生物碳的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：（1）按重量份计，将4‑9份氧化镥、7‑10份氧化铈混合均匀后，加入至46‑55份质量分数为28‑33%的盐酸溶液中，混合均匀后，制得氯化稀土水溶液；（2）按重量份计，将14‑20份氯化稀土水溶液加入至35‑40份质量分数为10%的十二烯基丁二酸钠溶液中，将混合物加热至70‑75℃后，保温反应3‑4小时后，倒去上层水层后，制得十二烯基丁二酸稀土；（3）将烘干处理后的植物秸秆粉碎至平均粒径为2‑4mm后，然后向其中加入其重量0.01‑0.05的氧化铝球，混合搅拌均匀后，在620‑650℃的环境中隔绝氧气加热140‑160min后，取出，冷却至室温，研磨至60‑80目后，得到生物碳；（4）按重量份计，将4‑8份十二烯基丁二酸稀土加入至35‑40份质量分数为1.5%的聚丙烯酸钠水溶液，持续搅拌50‑60min后，制得混合液，将其喷洒在生物碳上，搅拌生物碳后，将生物碳放入至烘箱中，烘干处理后，制得改性生物碳。

【技术特征摘要】
1.一种稀土元素改性生物碳的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：（1）按重量份计，将4-9份氧化镥、7-10份氧化铈混合均匀后，加入至46-55份质量分数为28-33%的盐酸溶液中，混合均匀后，制得氯化稀土水溶液；（2）按重量份计，将14-20份氯化稀土水溶液加入至35-40份质量分数为10%的十二烯基丁二酸钠溶液中，将混合物加热至70-75℃后，保温反应3-4小时后，倒去上层水层后，制得十二烯基丁二酸稀土；（3）将烘干处理后的植物秸秆粉碎至平均粒径为2-4mm后，然后向其中加入其重量0.01-0.05的氧化铝球，混合搅拌均匀后，在620-650℃的环境中隔绝氧气加热140-160min后，取出，冷却至室温，研磨至60-80目后，得到生物碳；（4）按重量份计，将4-8份十二烯基丁二酸稀土加入至35...

【专利技术属性】
技术研发人员：马艳敏，
申请(专利权)人：安徽省齐岗农业发展有限公司第一分公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34