【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于污染土壤修復，尤其涉及一種用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭及其制備方法和應用。
技術介紹
1、目前，長殘效除草劑在農業生產中被廣泛使用，在提高作物產量和控制雜草生長方面發揮著重要作用，但其具有持久性、殘留性等特點，可以在土壤中長期存在。長殘效除草劑在土壤中長期積累，易對后續種植作物造成藥害，同時會造成土壤板結、破壞土壤微生物結構、降低土壤肥力等多方面危害，修復長殘效除草劑污染刻不容緩。
2、生物炭是生物質經熱裂解而成的多孔狀炭化物，具有孔隙發達、比表面積大、表面官能團豐富且物理和化學性質穩定等優點，決定了生物炭具有強大的吸附能力，進而在除草劑污染修復領域中具有廣闊的應用前景。長殘效除草劑降解過程極為漫長，降解條件也過于苛刻，具有長期性、廣泛性和隱蔽性等特點，生物炭吸附技術是極為高效的治理長殘效除草劑污染的辦法。相比與其他長殘效除草劑污染修復技術，例如生物酶降解法、電解法等，生物炭吸附技術擁有諸多優勢，在使用技術方面，操作簡單，使用門檻低；在使用成本方面，生產成本低廉，易于儲存、運輸；在對環境、生物影響方面，對環境友好，對生物無害，是綠色可持續的長殘效除草劑污染治理技術。盡管生物炭的固有特性已經確保了其可用于長殘效除草劑污染修復的潛力，但仍需進一步優化結構提升效率。
3、木質素磺酸鹽作為木材水解工業與造紙工業等主要的副產物，由于木質素磺酸鹽結構的復雜性以及物理化學性質不均一性，所以目前在我國利用較少，且大多利用價值較低。木質素磺酸鹽由于具有特殊的結構與官能團，對金屬離子和有機物有一定的
4、本專利技術為解決上述技術問題，設計了一種用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭及其制備方法和應用。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭及其制備方法和應用，旨在提升生物炭吸附長殘效除草劑的能力。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法，包括以下步驟：（1）將植物秸稈粉碎，碳化，過篩，得到植物秸稈生物炭；（2）將步驟（1）得到的植物秸稈生物炭加入到木質素磺酸鈉水溶液中，在恒溫條件下搖勻，得到混合液；（3）向步驟（2）得到的混合液中加入堿和環氧氯丙烷，在恒溫條件下攪拌，調節ph，得到反應液；（4）將步驟（3）得到的反應液過濾，過濾得到的固體物質經醇洗、水洗后干燥，得到木質素磺酸鈉改性的生物炭。
3、在上述技術方案基礎上，所述步驟（1）中，所述植物秸稈為玉米秸稈、稻草秸稈、小麥秸稈、花生秧或紅薯藤中一種或多種。
4、在上述技術方案基礎上，所述步驟（1）包括以下步驟：將植物秸稈洗凈并烘干至恒重，粉碎成粉末，過60目篩；將植物秸稈粉末放入管式氣氛爐，管式氣氛爐內以80ml/min的流量通入氮氣，管式氣氛爐以10℃/min的升溫方式升至300℃~500℃，在恒溫條件下無氧炭化1h~2h；待管式氣氛爐冷卻至室溫后，將碳化的植物秸稈粉末過60目篩，得到植物秸稈生物炭。
5、在上述技術方案基礎上，所述步驟（2）中，所述木質素磺酸鈉水溶液的濃度為25~100mg/ml，所述植物秸稈生物炭與木質素磺酸鈉的質量比為1：（1~5），恒溫溫度為25℃，搖勻時間為5min。
6、在上述技術方案基礎上，所述步驟（3）中，所述堿與木質素磺酸鈉的質量比為1：（2~5），所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鋇，所述環氧氯丙烷與木質素磺酸鈉的質量比為（1~2）：1，所述反應液的ph調節至10~12，恒溫溫度為40℃~60℃。
7、在上述技術方案基礎上，所述步驟（4）中，所述醇洗和水洗的次數為多次，所述醇為質量分數是50%的甲醇或質量分數是70%的乙醇。
8、在上述技術方案基礎上，所述步驟（4）中木質素磺酸鈉改性的生物炭相對于步驟（1）中的植物秸稈生物炭的相對增重率為15%~25%。
9、基于同一個專利技術構思，本專利技術提供一種用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭，根據上述實施例中任一項所述的用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法制得。
10、基于同一個專利技術構思，本專利技術提供一種根據上述實施例中任一項所述的用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法制得的改性生物炭在長殘效除草劑污染土壤的修復過程中的應用。
11、在上述技術方案基礎上，改性生物炭在長殘效除草劑污染土壤的修復過程中的應用包括將改性生物炭添加到長殘效除草劑污染土壤中，所述改性生物炭的添加量為長殘效除草劑污染土壤質量的0.5%~5%。
12、與相關技術相比，本專利技術的有益效果如下：
13、1、本專利技術提供的用于修復長殘效除草劑污染的改性生物炭的制備方法制得的改性生物炭中木質素磺酸鈉分布均勻，且與改性生物炭構成了良好的物理化學結合關系，提高了改性生物炭的比表面積和堿性官能團的含量，提升了吸附長殘效除草劑的能力。
14、2、本專利技術提供的用于修復長殘效除草劑污染的改性生物炭的制備方法對環境友好，無污染，所需主要原料木質素磺酸鈉為工業副產物，在提高生物炭吸附性能的基礎上，實現了廢棄物再利用，有利于提高部分工業的附加值。
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1.一種用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中，所述植物秸稈為玉米秸稈、稻草秸稈、小麥秸稈、花生秧或紅薯藤中一種或多種。
3.根據權利要求1所述的用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，所述木質素磺酸鈉水溶液的濃度為25~100mg/mL，所述植物秸稈生物炭與木質素磺酸鈉的質量比為1：（1~5），恒溫溫度為25℃，搖勻時間為5min。
5.根據權利要求1所述的用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中，所述堿與木質素磺酸鈉的質量比為1：（2~5），所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鋇，所述環氧氯丙烷與木質素磺酸鈉的質量比為（1~2）：1，所述反應液的pH調節至10~12，恒溫溫度為40℃~60℃
6.根據權利要求1所述的用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法，其特征在于，所述步驟（4）中，所述醇洗和水洗的次數為多次，所述醇為質量分數是50%的甲醇或質量分數是70%的乙醇。
7.根據權利要求1所述的用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法，其特征在于，所述步驟（4）中木質素磺酸鈉改性的生物炭相對于步驟（1）中的植物秸稈生物炭的相對增重率為15%~25%。
8.一種用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭，其特征在于，根據權利要求1至7中任一項所述的用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法制得。
9.根據權利要求1至7中任一項所述的用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法制得的改性生物炭在長殘效除草劑污染土壤的修復過程中的應用。
10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，包括將改性生物炭添加到長殘效除草劑污染土壤中，所述改性生物炭的添加量為長殘效除草劑污染土壤質量的0.5%~5%。
...【技術特征摘要】
1.一種用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中，所述植物秸稈為玉米秸稈、稻草秸稈、小麥秸稈、花生秧或紅薯藤中一種或多種。
3.根據權利要求1所述的用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，所述木質素磺酸鈉水溶液的濃度為25~100mg/ml，所述植物秸稈生物炭與木質素磺酸鈉的質量比為1：（1~5），恒溫溫度為25℃，搖勻時間為5min。
5.根據權利要求1所述的用于修復長殘效除草劑污染土壤的改性生物炭的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中，所述堿與木質素磺酸鈉的質量比為1：（2~5），所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鋇，所述環氧氯丙烷與木質素磺酸鈉的質量比為（1~2）：1，所述反應液的p...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊勇，徐佳玄，劉雙陽，張清明，陶珊珊，魯毓，宋堯，鄭珍園，
申請(專利權)人：青島農業大學，
類型：發明
國別省市：
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