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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污染土壤修复,具体来说涉及一种槐糖脂改性活化生物炭及其制备方法和应用。
技术介绍
1、生物炭作为一种富含有机碳的物质,生物炭的施用不仅能够显著提高土壤ph、cec、doc和土壤酶活性,还能促进微生物活动和植物根系生长。生物炭还是一种良好的固定化载体,因其孔隙多、比表面积大、具有表面官能团等特性,在针对受到石油烃污染的土壤时,一方面对土壤石油污染物有吸附效果,另一方面为微生物提供良好的生存环境,能够显著强化石油污染土壤的修复效果。
2、
3、植物修复是一种由植物介导的净化过程。可通过植物提取、植物挥发、植物稳定、植物积累和根际降解等途径修复污染土壤,同时最大限度地减少二次废物的产生。马蔺(iris lacteal pall)是一种有效修复石油烃污染的植物,根系发达,根际微生物多,对土壤低浓度和高浓度的石油烃污染物均具有较强的忍耐力和一定的降解能力,是一种理想的石油污染土壤修复植物。然而,土壤中一些高分子多环芳香烃,如苯并芘等在土壤中的生物可利用性很低,限制了植物修复效果。研究表明,加入表面活性剂一方面利于土壤中的石油烃等有机污染物的溶解和洗脱,另一方面有助于提高土壤中石油烃的生物可利用性,从而提高植物修复石油污染土壤的效果。《water,air,&soil pollution》中的文章《uptake ofhydrocarbon by pseudomonas fluorescens(p1)and pseudomonas putida(k1)strainsin the presence o
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种槐糖脂改性活化生物炭。与triton x-100等化学表面活性剂相比,槐糖脂改性活化生物炭将槐糖脂作为生物表面活性剂负载于生物炭上,可有效增加微生物与石油烃的接触面积,提高石油烃的降解效率。
2、本专利技术的另一目的在于提供上述槐糖脂改性活化生物炭的制备方法。
3、本专利技术的另一目的在于提供上述槐糖脂改性活化生物炭在强化观赏植物马蔺修复石油污染土壤中的应用。利用槐糖脂改性活化生物炭改善土壤环境、提供营养物质并增加石油烃在土壤中的生物可利用性,解决土壤中有机污染物生物可利用性低,生物效率低的问题,在促进马蔺生长发育的同时强化有机污染物向植物体内转移,通过向石油污染土壤中添加槐糖脂改性活化生物炭,从而达到强化植物修复石油污染土壤的目的。
4、本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。
5、一种槐糖脂改性活化生物炭的制备方法,包括以下步骤:
6、步骤1,将活化剂和生物炭混合,得到第一混合物,将所述第一混合物和水混合,超声至均匀,得到第一混合液,将所述第一混合液静置6~12h,干燥,得到黑色固体,将所述黑色固体于700~900℃限氧热解2~3h,冷却至室温,过筛,清洗至中性,烘干,得到活化生物炭,其中,按质量份数计,所述生物炭和活化剂的比为(1~3):1;
7、在步骤1中,所述活化剂为koh、k2co3和zncl2中的一种或几种的混合物。
8、在步骤1中,所述超声的时间为0.5~1.5h。
9、在步骤1中,所述第一混合物的质量份数和步骤1中水的体积份数的比为1:(20~30),质量份数的单位为g,体积份数的单位为ml。
10、在步骤1中,所述干燥的温度为60~120℃,所述干燥的时间为12~18h。
11、在步骤1中,所述烘干的温度为70~90℃,烘干的时间为12~18h。
12、步骤2,将所述活化生物炭和槐糖脂溶液混合,搅拌至均匀,过滤,干燥,冷却至室温,洗涤至中性,干燥,得到槐糖脂改性活化生物炭,其中,所述活化生物炭的质量份数和槐糖脂溶液中槐糖脂的物质的量份数的比为1:(5~15),质量份数的单位为g,物质的量份数的单位为mmol。
13、在步骤2中,所述槐糖脂溶液为水和槐糖脂的混合物,槐糖脂溶液中槐糖脂的浓度为5~15mmol/l。
14、在步骤2中,所述槐糖脂溶液通过将槐糖脂和水混合,超声1~3h分散均匀后得到。
15、在步骤2中,搅拌的时间为24~48h,优选为24~36h,搅拌的温度为室温。
16、在步骤2中,所述搅拌的转速为180~230rpm,优选为180~200rpm。
17、在步骤2中,所述干燥的温度为60~120℃,干燥的时间为12~18h。
18、在步骤1和步骤2中,所述干燥的温度优选为80~105℃。
19、在上述技术方案中,获得所述生物炭的方法为:将粉末状的生物炭原料干燥,过筛,再于300~700℃限氧热解2~3h,过筛,清洗至中性,烘干,得到生物炭。
20、在上述技术方案中,所述中性的ph为6.5~7.5。
21、在上述技术方案中,所述生物炭原料为富含碳的生物质,例如:所述富含碳的生物质为玉米秸秆或小麦秸秆。
22、上述制备方法获得的槐糖脂改性活化生物炭。
23、上述槐糖脂改性活化生物炭在强化马蔺修复石油污染土壤中的应用。
24、在上述技术方案中,槐糖脂改性活化生物炭强化马蔺修复石油污染土壤的方法包括以下步骤:
25、s1,在石油污染土壤中添加槐糖脂改性活化生物炭;
26、在s1中,按质量份数计,所述槐糖脂改性活化生物炭为石油污染土壤的2~3wt%;
27、s2,将马蔺植株移栽至添加有槐糖脂改性活化生物炭的石油污染土壤中培养,浇水以使添加有槐糖脂改性活化生物炭的石油污染土壤的含水量保持在田间持水量的30~60vol%。
28、在s2中,浇水以使添加有槐糖脂改性活化生物炭的石油污染土壤的含水量保持在田间持水量的45~55vol%。
29、与现有技术相比本专利技术的有益效果如下:
30、1.本专利技术将槐糖脂改性活化生物炭添加至石油污染土壤中,并将马蔺移栽至添加有槐糖脂改性活化生物炭的石油污染土壤中,联合修复石油污染土壤。槐糖脂改性活化生物炭的添加能够明显改善石油污染土壤的理化性质、为植物提供营养物质并增加石油烃在土壤中的生物可利用性,从而促进植物的生长发育,增强植物对有机污染物的耐受性,能够显著提高马蔺对石油污染土壤中石油烃的降解率,提高马蔺植物修复石油污染土壤的效率;
31、2.本专利技术的制备方法成本低、适用范围广、不造成二次污染、有助于改善土壤结构、美化环境。
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1.一种槐糖脂改性活化生物炭的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤1中,所述第一混合物的质量份数和步骤1中水的体积份数的比为1:(20~30),质量份数的单位为g,体积份数的单位为mL。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤2中,所述槐糖脂溶液为水和槐糖脂的混合物,槐糖脂溶液中槐糖脂的浓度为5~15mmol/L。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤1中,所述活化剂为KOH、K2CO3和ZnCl2中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤1中,所述超声的时间为0.5~1.5h;在步骤2中,搅拌的时间为24~48h,搅拌的温度为室温。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,获得所述生物炭的方法为:将粉末状的生物炭原料干燥,过筛,再于300~700℃限氧热解2~3h,过筛,清洗至中性,烘干,得到生物炭。
7.一种槐糖脂改性活化生物炭,其特征在于,包括:活化生物炭以及负载在活化生物炭上的
8.如权利要求1或7所述槐糖脂改性活化生物炭在强化马蔺修复石油污染土壤中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,槐糖脂改性活化生物炭强化马蔺修复石油污染土壤的方法包括以下步骤:
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,在S1中,按质量份数计,所述槐糖脂改性活化生物炭为石油污染土壤的2~3wt%。
...【技术特征摘要】
1.一种槐糖脂改性活化生物炭的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤1中,所述第一混合物的质量份数和步骤1中水的体积份数的比为1:(20~30),质量份数的单位为g,体积份数的单位为ml。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤2中,所述槐糖脂溶液为水和槐糖脂的混合物,槐糖脂溶液中槐糖脂的浓度为5~15mmol/l。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤1中,所述活化剂为koh、k2co3和zncl2中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤1中,所述超声的时间为0.5~1.5h;在步骤2中,搅拌的时间为...
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