一种重金属污染土壤生物炭修复材料制造技术

本发明专利技术涉及重金属吸附领域，具体涉及一种重金属污染土壤生物炭修复材料。通过生物炭的改性作用，对重金属离子的的吸附作用进一步提高，对金属阳离子具有明显的吸附作用，尤其是对于含Cu

A Biochar Remediation Material for Heavy Metal Contaminated Soil

The invention relates to the field of heavy metal adsorption, in particular to a biochar remediation material for heavy metal contaminated soil. Through the modification of biochar, the adsorption of heavy metal ions is further enhanced, and metal cations are obviously adsorbed, especially for those containing copper.

【技术实现步骤摘要】
一种重金属污染土壤生物炭修复材料
本专利技术属于重金属吸附领域，具体涉及一种重金属污染土壤生物炭修复材料。
技术介绍
土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属物质带入土壤，使土壤重金属含量相较于自然背景值明显较高，进而破坏生态环境的现象。土壤重金属污染将有植物吸收、畜牧富集并最终通过食物链进入人体，进而诱发各类疾病，危害人类健康。如镉超标会导致肾损伤、骨质疏松症、癌症等病变；锰超标可能引起类似帕金森疾病的症状；铅超标则会对血液、中枢神经、生殖系统、免疫系统、肾脏等人体器官和循环系统造成损伤。因此，治理和修复重金属污染土壤对保护生态环境、保障人类健康具有重要意义。
技术实现思路
本申请的目的在于提供重金属污染土壤生物炭修复材料，本申请技术方案如下：重金属污染土壤生物炭修复材料，制备方法如下：(1)将植物原料浸泡在浓度为2.5mol/LFeCl3的溶液中12-48h，在60-70℃下干燥，粉碎，然后在氮气气氛下进行热解，温度为600-800℃，升温速度为10-15℃/min，然后冷却至室温，过80目筛，得到植物粉末材料；(2)将步骤(1)得到的植物粉末加入到1mol/L的醋酸溶液中，搅拌20-40min使之充分混合，然后加入钛酸异丙酯溶液中，搅拌30-40min，在60-70℃下烘干，得到改性生物炭材料。优选的，所述步骤(2)中的钛酸异丙酯溶液浓度为0.2mol/L。重金属污染土壤生物炭修复材料进行土壤修复的方法，包括如下步骤：(1)选择蜈蚣草或东南景天种植在重金属土壤中，进行灌溉并施入肥料；(2)当植物生长期结束，将含重金属的植株移除；(3)将改性生物炭材料施入到移除植物后的土壤中，混合均匀，陈化30-60天。优选的，肥料为氯化钾、氯化镁、氯化钙及改性生物炭的混合物。优选的，肥料氯化钾：氯化镁：氯化钙：改性生物炭＝2:3:3:4。优选的，肥料中改性生物炭施加量为12-16g/m2。优选的，所述的植物原料可以为植物秸秆或根茎、花生壳、木屑、蜈蚣草或东南景天等。本专利技术的有益效果在于：①通过生物炭的改性作用，对重金属离子的的吸附作用进一步提高，对金属阳离子具有明显的吸附作用，尤其是对于含Cu2、Zn2、Hg2、Pb2+离子吸附效果明显；②本专利技术将生物炭技术与植物修复技术进行结合，通过改性生物炭与其他肥料合理的配比，在促进植物生长的同时，提高了植物的吸附效率，扩大了使用范围；③吸附材料性能稳定，再生性好，实现了资源化利用。具体实施方式以下结合具体实例对本方案做进一步说明。这些实例是用于说明本专利技术而不限于限制本专利技术的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，为注明的实施条件通常为常规实验中的条件。本实施例废水中，Cu2+的含量为0.53mg/L，Zn2+的含量为0.64mg/L，Hg2+的含量为0.31mg/L，Pb2+的含量为0.52mg/L。实施例1：重金属污染土壤生物炭修复材料，制备方法如下：(1)将植物原料浸泡在浓度为2.5mol/LFeCl3的溶液中12h，在60-70℃下干燥，粉碎，然后在氮气气氛下进行热解，温度为600℃，升温速度为10℃/min，然后冷却至室温，过80目筛，得到植物粉末材料；(2)将步骤(1)得到的植物粉末加入到1mol/L的醋酸溶液中，搅拌20-40min使之充分混合，然后加入钛酸异丙酯溶液中，搅拌30min，在70℃下烘干，得到改性生物炭材料。优选的，所述步骤(2)中的钛酸异丙酯溶液浓度为0.2mol/L。重金属污染土壤生物炭修复材料进行土壤修复的方法，包括如下步骤：(1)选择蜈蚣草或东南景天种植在重金属土壤中，进行灌溉并施入肥料；(2)当植物生长期结束，将含重金属的植株移除；(3)将改性生物炭材料施入到移除植物后的土壤中，混合均匀，陈化30-60天。优选的，肥料为氯化钾、氯化镁、氯化钙及改性生物炭的混合物。优选的，肥料氯化钾：氯化镁：氯化钙：改性生物炭＝2:3:3:4。优选的，肥料中改性生物炭施加量为13g/m2。优选的，所述的植物原料可以为植物秸秆或根茎、花生壳、木屑、蜈蚣草或东南景天等。对Cu2的吸附效率达到83.7％，对Hg2+的吸附效率达到89.3％，Zn2+的吸附效率达到91.3％，对Pb2+的吸附效率达到92.1％。实施例2：重金属污染土壤生物炭修复材料，制备方法如下：(1)将植物原料浸泡在浓度为2.5mol/LFeCl3的溶液中36h，在70℃下干燥，粉碎，然后在氮气气氛下进行热解，温度为800℃，升温速度为15℃/min，然后冷却至室温，过80目筛，得到植物粉末材料；(2)将步骤(1)得到的植物粉末加入到1mol/L的醋酸溶液中，搅拌20-40min使之充分混合，然后加入钛酸异丙酯溶液中，搅拌40min，在70℃下烘干，得到改性生物炭材料。优选的，所述步骤(2)中的钛酸异丙酯溶液浓度为0.2mol/L。重金属污染土壤生物炭修复材料进行土壤修复的方法，包括如下步骤：(1)选择蜈蚣草或东南景天种植在重金属土壤中，进行灌溉并施入肥料；(2)当植物生长期结束，将含重金属的植株移除；(3)将改性生物炭材料施入到移除植物后的土壤中，混合均匀，陈化30-60天。优选的，肥料为氯化钾、氯化镁、氯化钙及改性生物炭的混合物。优选的，肥料氯化钾：氯化镁：氯化钙：改性生物炭＝2:3:3:4。优选的，肥料中改性生物炭施加量为16g/m2。优选的，所述的植物原料可以为植物秸秆或根茎、花生壳、木屑、蜈蚣草或东南景天等。对Cu2的吸附效率达到85.2％，对Hg2+的吸附效率达到90.1％，Zn2+的吸附效率达到90.3％，对Pb2+的吸附效率达到93.6％。实施例3：重金属污染土壤生物炭修复材料，制备方法如下：(1)将植物原料浸泡在浓度为2.5mol/LFeCl3的溶液中12-48h，在70℃下干燥，粉碎，然后在氮气气氛下进行热解，温度为800℃，升温速度为115℃/min，然后冷却至室温，过80目筛，得到植物粉末材料；(2)将步骤(1)得到的植物粉末加入到1mol/L的醋酸溶液中，搅拌30min使之充分混合，然后加入钛酸异丙酯溶液中，搅拌40min，在70℃下烘干，得到改性生物炭材料。优选的，所述步骤(2)中的钛酸异丙酯溶液浓度为0.2mol/L。重金属污染土壤生物炭修复材料进行土壤修复的方法，包括如下步骤：(1)选择蜈蚣草或东南景天种植在重金属土壤中，进行灌溉并施入肥料；(2)当植物生长期结束，将含重金属的植株移除；(3)将改性生物炭材料施入到移除植物后的土壤中，混合均匀，陈化30-60天。优选的，肥料为氯化钾、氯化镁、氯化钙及改性生物炭的混合物。优选的，肥料氯化钾：氯化镁：氯化钙：改性生物炭＝2:3:3:4。优选的，肥料中改性生物炭施加量为12-16g/m2。优选的，所述的植物原料可以为植物秸秆或根茎、花生壳、木屑、蜈蚣草或东南景天等。对Cu2的吸附效率达到87.6％，对Hg2+的吸附效率达到92.4％，Zn2+的吸附效率达到89.7％，对Pb2+的吸附效率达到90.2％。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术作任何限制，凡是根据本专利技术技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本专利技术技术方案的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重金属污染土壤生物炭修复材料，其特征在于，制备方法如下：(1)将植物原料浸泡在浓度为2.5mol/LFeCl3的溶液中12‑48h，在60‑70℃下干燥，粉碎，然后在氮气气氛下进行热解，温度为600‑800℃，升温速度为10‑15℃/min，然后冷却至室温，过80目筛，得到植物粉末材料；(2)将步骤(1)得到的植物粉末加入到1mol/L的醋酸溶液中，搅拌20‑40min使之充分混合，然后加入钛酸异丙酯溶液中，搅拌30‑40min，在60‑70℃下烘干，得到改性生物炭材料。

【技术特征摘要】
1.一种重金属污染土壤生物炭修复材料，其特征在于，制备方法如下：(1)将植物原料浸泡在浓度为2.5mol/LFeCl3的溶液中12-48h，在60-70℃下干燥，粉碎，然后在氮气气氛下进行热解，温度为600-800℃，升温速度为10-15℃/min，然后冷却至室温，过80目筛，得到植物粉末材料；(2)将步骤(1)得到的植物粉末加入到1mol/L的醋酸溶液中，搅拌20-40min使之充分混合，然后加入钛酸异丙酯溶液中，搅拌30-40min，在60-70℃下烘干，得到改性生物炭材料。2.根据权利要求1所述的重金属污染土壤生物炭修复材料，其特征在于，所述步骤(2)中的钛酸异丙酯溶液浓度为0.2mol/L。3.一种利用权利要求1所述的重金属污染土壤生物炭...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩哲，邵艳秋，单然然，何媛，朱英，
申请(专利权)人：山东省科学院新材料研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37