【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于土壤改良材料，涉及一種薄層納米片碳材料及其制備方法與應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、土壤鹽堿化是全球范圍內(nèi)廣泛存在的土壤退化問(wèn)題，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。鹽堿土壤因其含有較高的鹽堿度，不僅破壞了土壤的自然結(jié)構(gòu)，還嚴(yán)重影響了植物的正常生長(zhǎng)和作物的產(chǎn)量。這一現(xiàn)象主要由兩大因素引起：自然原因?qū)е碌脑l(fā)性鹽堿化和人為活動(dòng)引發(fā)的繼發(fā)性鹽堿化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球約有10億公頃的干旱和半干旱地區(qū)因鹽含量過(guò)高或水資源匱乏而保持貧瘠狀態(tài)，同時(shí)，約20％的灌溉面積遭受了繼發(fā)性鹽堿化的侵害。長(zhǎng)期的咸水灌溉實(shí)踐加劇了這一趨勢(shì)，導(dǎo)致土地逐漸鹽堿化，作物產(chǎn)量顯著下降。鹽堿化問(wèn)題在全球范圍內(nèi)普遍存在，據(jù)統(tǒng)計(jì)，約15％的土地因鹽堿化而退化，造成土壤貧瘠，影響廣泛。具體而言，全球范圍內(nèi)約有1100萬(wàn)公頃的土壤被鹽堿化侵蝕，而受鹽分影響的土壤總面積更是超過(guò)了3.0×106公頃。鹽堿地的形成和演變受到多種因素的影響，包括地形、氣候以及人類活動(dòng)。特別是在鹽漬化地區(qū)，存在大量的鹽湖和濕地，這些地區(qū)的地下水深度較低，且水中礦物質(zhì)含量較高，其中nahco3是主要的礦物化合物之一。這些因素共同制約了鹽堿土壤的改良和利用，導(dǎo)致大量鹽堿土地被廢棄，無(wú)法用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
2、鹽堿化土壤對(duì)作物生長(zhǎng)的影響機(jī)制復(fù)雜多樣。首先，土壤含鹽量過(guò)高會(huì)破壞作物與土壤之間的鹽平衡，過(guò)量的na+離子會(huì)增加溶膠效應(yīng)，干擾作物的新陳代謝，破壞作物體內(nèi)的原生質(zhì)，進(jìn)而抑制作物的正常生長(zhǎng)。其次，鹽堿地中的na+離子含量過(guò)高還會(huì)破壞土壤的養(yǎng)分平衡，降低作物的氮素代謝性能，可能導(dǎo)致氨中毒，誘發(fā)植物病害。此
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于如何提高鹽堿地土壤中na+離子的淋出，使得鹽堿地土壤得到更好的改良。對(duì)此，本專利技術(shù)提供了一種薄層納米片碳材料及其制備方法與應(yīng)用來(lái)解決本領(lǐng)域內(nèi)的這種需要。
2、一方面，本專利技術(shù)涉及一種薄層納米片碳材料的制備方法，其包括：將秸稈主桿部位制成粉末，采用稀硝酸浸漬處理，熱解后再采用濃硝酸浸漬氧化處理制得生物炭。
3、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)提供的薄層納米片碳材料的制備方法中，所述粉末的粒徑不高于2mm。
4、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)提供的薄層納米片碳材料的制備方法中，所述稀硝酸浸漬處理的條件為：溫度60～80℃，攪拌速率100～300rpm，攪拌時(shí)間10～14h。
5、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)提供的薄層納米片碳材料的制備方法中，所述濃硝酸浸漬氧化處理的時(shí)間為10～14h。
6、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)提供的薄層納米片碳材料的制備方法中，所述熱解的溫度為300～500℃，時(shí)間為3～5h。
7、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)提供的薄層納米片碳材料的制備方法中，其還包括：將所述生物炭經(jīng)過(guò)多次瞬時(shí)熱處理。
8、瞬時(shí)熱處理能有效使得經(jīng)過(guò)稀硝酸預(yù)處理和熱解再采用濃硝酸氧化后生物炭的變薄，進(jìn)一步顯著增強(qiáng)其對(duì)鹽堿土中鈉離子的淋出效果。
9、可選地，所述多次瞬時(shí)熱處理的次數(shù)為至少2次。
10、優(yōu)選地，所述多次瞬時(shí)熱處理的次數(shù)為3次。
11、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)提供的薄層納米片碳材料的制備方法中，所述瞬時(shí)熱處理為加熱到500～700℃，保持2～4min。
12、另一方面，本專利技術(shù)涉及一種薄層納米片碳材料，其采用所述的薄層納米片碳材料的制備方法制得。
13、另一方面，本專利技術(shù)涉及所述的薄層納米片碳材料在改良鹽堿地土壤中的應(yīng)用。
14、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)提供的應(yīng)用中，所述薄層納米片碳材料提高鹽堿地土壤的鈉離子淋出。
15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案至少具備以下有益效果或優(yōu)點(diǎn)：
16、(1)本專利技術(shù)通過(guò)制備薄層納米片碳材料，并將其與鹽堿土混合，能有效提高鹽堿土中鈉離子的淋出，從而有助于降低土壤的鹽堿度。該薄層納米片碳材料的應(yīng)用能夠改善鹽堿地的土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)作物的正常生長(zhǎng)，提高土壤的肥力。
17、(2)本專利技術(shù)提供了一種創(chuàng)新的薄層納米片碳材料的制備方法，包括將秸稈主桿部位制成粉末，經(jīng)過(guò)稀硝酸和濃硝酸處理，以及瞬時(shí)熱處理等步驟，制備過(guò)程簡(jiǎn)單且可控。制備薄層納米片碳材料的原料為秸稈，這是一種農(nóng)業(yè)廢棄物，來(lái)源廣泛且可再生，有助于資源的循環(huán)利用。
18、(3)該技術(shù)不僅能夠有效改良鹽堿地土壤，而且制備過(guò)程中使用的化學(xué)試劑和處理方法對(duì)環(huán)境影響較小，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。通過(guò)改良鹽堿地土壤，可以降低土壤鹽堿度，恢復(fù)土壤肥力，從而有望提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更多的解決方案。本專利技術(shù)的提出和實(shí)施，推動(dòng)了農(nóng)業(yè)科技的進(jìn)步，為鹽堿地改良和利用提供了更多的思路和方法，有助于解決土壤鹽堿化問(wèn)題。
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1.一種薄層納米片碳材料的制備方法，其特征在于，包括：將秸稈主桿部位制成粉末，采用稀硝酸浸漬處理，熱解后再采用濃硝酸浸漬氧化處理制得生物炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄層納米片碳材料的制備方法，其特征在于，所述粉末的粒徑不高于2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄層納米片碳材料的制備方法，其特征在于，所述稀硝酸浸漬處理的條件為：溫度60～80℃，攪拌速率100～300rpm，攪拌時(shí)間10～14h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄層納米片碳材料的制備方法，其特征在于，所述濃硝酸浸漬氧化處理的時(shí)間為10～14h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄層納米片碳材料的制備方法，其特征在于，所述熱解的溫度為300～500℃，時(shí)間為3～5h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的薄層納米片碳材料的制備方法，其特征在于，包括：將所述生物炭經(jīng)過(guò)多次瞬時(shí)熱處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄層納米片碳材料的制備方法，其特征在于，所述瞬時(shí)熱處理為加熱到500～700℃，保持2～4min。
8.一種薄層納米片碳材料，其特征在于，采用權(quán)利
9.權(quán)利要求8所述的薄層納米片碳材料在改良鹽堿地土壤中的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述薄層納米片碳材料提高鹽堿地土壤的鈉離子淋出。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種薄層納米片碳材料的制備方法，其特征在于，包括：將秸稈主桿部位制成粉末，采用稀硝酸浸漬處理，熱解后再采用濃硝酸浸漬氧化處理制得生物炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄層納米片碳材料的制備方法，其特征在于，所述粉末的粒徑不高于2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄層納米片碳材料的制備方法，其特征在于，所述稀硝酸浸漬處理的條件為：溫度60～80℃，攪拌速率100～300rpm，攪拌時(shí)間10～14h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄層納米片碳材料的制備方法，其特征在于，所述濃硝酸浸漬氧化處理的時(shí)間為10～14h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄層納米片碳材料的制備方法，其特征...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曹婷婷，張海歐，孫嬰嬰，王嘉琪，楊晨曦，徐艷，孫緒博，周航，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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