一种改性生物质炭材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种改性生物质炭材料的制备方法，将农作物秸秆晾干后，粉碎成粒径小于2mm，将得到的秸秆粉末加入到含有亚铁离子和铈离子的混合溶液中浸泡20

【技术实现步骤摘要】
一种改性生物质炭材料的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及一种改性生物质炭材料的制备方法，属于环境保护


技术介绍

[0002]水稻稻瘟病是水稻生产上的重要病害之一，在水稻整个生育期均可发生，其中以叶瘟发生最为普遍，穗颈瘟为害最为严重。稻瘟病对水稻产量造成重大损失，且严重影响水稻品质。化学防治一直是稻瘟病综合治理中不可缺少的防治手段。春雷霉素(Kasugamycin)又称春日霉素、加收米、加瑞农等，是从土壤中分离得到的一种放线菌所产生的氨基糖苷类抗菌素，其产生菌为小金色链霉菌，对水稻上稻瘟病有优异防效，一般可达80％以上。不仅如此，春雷霉素的适用作物还包括马铃薯、黄瓜、芹菜、高粱、辣椒、菜豆、柑橘等，可防治甜菜上的甜菜生尾孢、马铃薯上的胡萝卜软鸥文氏菌、菜豆上的栖菜豆假单孢菌、黄瓜上的流泪假单孢菌、番茄叶霉病、黄瓜细菌性角斑病等。作为一种农、医两用抗生素，春雷霉素对人、畜、家禽急性毒性较低。春雷霉素作为高效、广谱、低毒、无公害生物农药，展示了越来越光明的市场前景。春雷霉素不仅能够针对农作物，对蔬菜类的主要致病菌起到良好的治病防病作用，而且毒性弱，对于食品安全和环境产生的威胁远小于其他农药，但是目前对于春雷霉素在作物和蔬菜上的降解规律以及施用规范尚未确定，只有最大残留量(GB2763
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2014)谷物中(糙米)0.1mg/kg，蔬菜(番茄)0.05mg/kg，水果(柑橘0.1mg/kg，荔枝0.05mg/kg),无法准确的应用于实际种植。在实际作物和蔬菜的施用过程中往往用量大于规定的量或者使用频率过高，造成残留量较高，半衰期增长，并且春雷霉素极易溶于水，对于地下水和地表自然水体有一定的污染。春雷霉素在酸性条件下稳定，半衰期较长，而在碱性条件下降解加快。因此，为了食品安全，加速其降解是一种良好的途径，并且食品安全问题日益严重，人们对农药残留问题的关注也日益增多。目前的农药修复方法中，普遍存在成本较高，不合适大面积推广。
[0003]生物质炭是农业废弃物粉碎后在中低温缺氧条件下生产的一种固体物质。在生产过程中形成了特殊的物理化学性能，譬如空隙多、比表面积大、官能团含量丰富，对于污染物有很好的修复功能。国内农林有机废弃物数量庞大，常见的农林废弃物有各种作物秸秆、椰子壳、花生壳等工农业废弃物。作为一种新的环境友好型土壤改良剂，其所表现出的修复污染土壤的潜力引起了研究者的广泛关注。目前对于生物质炭的修复污染，多见于对于重金属和持久性有机污染物的施用，而对于春雷霉素的关注较少，采用现有技术的生物质炭用于修复春雷霉素污染的土壤或水体时，普遍存在春雷霉素去除率低的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决采用现有技术方法制备的生物质炭用于修复和降解春雷霉素污染的土壤或水体时，存在的春雷霉素去除率低的问题，提供一种改性生物质炭材料的制备方法，该方法操作简单，成本低，制得的改性生物质炭材料可加速水体及土壤中春雷霉素的去除和降解，并降低植物从地下部向地上部的转移，加速植物体内降解，提高了粮食
的安全性。
[0005]技术方案
[0006]一种改性生物质炭材料的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)将农作物秸秆晾干后，粉碎成粒径小于2mm，得到秸秆粉末；
[0008](2)取六水硝酸亚铁和六水硝酸铈，加入到无氧水中溶解，得到含有亚铁离子和铈离子的混合溶液；
[0009](3)将步骤(1)的秸秆粉末加入到步骤(2)的含有亚铁离子和铈离子的混合溶液中浸泡20
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30小时，然后取出，用去离子水清洗，接着放入真空干燥箱进行干燥，再放入碳化炉中，在氮气氛围下升温至400
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500℃，处理3
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6小时，得到改性生物质炭材料。
[0010]进一步，步骤(2)中，所述含有亚铁离子和铈离子的混合溶液中，亚铁离子浓度为0.15
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0.25mol/L，铈离子浓度为0.1mol/L。
[0011]进一步，步骤(3)中，所述干燥温度为60℃。
[0012]进一步，步骤(3)中，所述升温速率为5℃/min，处理温度为450℃。
[0013]上述方法制备的改性生物质炭材料用于降解春雷霉素的应用。
[0014]本专利技术的有益效果：
[0015]本专利技术以成本低廉的农作物秸秆为原料，采用亚铁离子和铈离子对其进行改性制备改性生物质炭，该方法操作简便，成本低，解决农业等废弃物的处理问题，制得的改性生物质炭材料一方面可以加速吸附水体及土壤中春雷霉素并促进其降解，缩短春雷霉素的半衰期，并降低植物从地下部向地上部的转移、加速植物吸收后春雷霉素的降解，提高食品的安全性。另一方面，本专利技术的改性生物质炭可以改良土壤结构，长期施用有利于土壤团聚体的形成，促进植物的生长，具有提高产量的潜力，同时达到碳汇的目的，有利于温室气体的减排。
附图说明
[0016]图1为实施例1和对比例1制得的生物质炭材料对水体中春雷霉素的去除效果测试结果；
[0017]图2为实施例1和对比例1制得的生物质炭材料对土壤中春雷霉素的去除效果测试结果；
[0018]图3为实施例1和对比例1制得的生物质炭材料对蔬菜中春雷霉素含量的影响；
[0019]图4为实施例1和对比例1制得的生物质炭材料对蔬菜生物量干重的影响。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案作清楚、完整地描述。
[0021]实施例1
[0022]一种改性生物质炭材料的制备方法，包括如下步骤：
[0023](1)将小麦秸秆晾干后，粉碎成粒径小于2mm，得到秸秆粉末；
[0024](2)取六水硝酸亚铁和六水硝酸铈，加入到无氧水中溶解，配制成含有0.2mol/L亚铁离子和0.1mol/L铈离子的混合溶液；
[0025](3)将步骤(1)的秸秆粉末加入到步骤(2)的含有0.2mol/L亚铁离子和0.1mol/L铈
离子的混合溶液中浸泡24小时，然后取出，用去离子水清洗3次后，接着放入真空干燥箱在60℃下进行干燥，再放入碳化炉中，在氮气氛围下以5℃/min的速率升温至450℃，处理4小时，得到改性生物质炭材料。
[0026]对比例1
[0027]生物质炭的制备方法：将小麦秸秆晾干后，粉碎成粒径小于2mm，得到秸秆粉末，将秸秆粉末放入碳化炉中，在氮气氛围下以5℃/min的速率升温至450℃，处理4小时，得到生物质炭材料。
[0028]1.对水体中春雷霉素的去除效果测试
[0029]制备浓度为8mg/L的春雷霉素溶液(pH＝5)，分别取0.05g、0.1g、0.2g、0.4g、0.8g实施例1制得的改性生物质炭材料加入到50mL浓度为8mg/L的春雷霉素溶液中，在水浴温度25℃下震荡2小时，每个浓度重复测试三次，然后离心分离出上清液，测定上清液中春雷霉素的浓度，计算春雷霉素去除率，并以对比例1的生物质炭作对比，测试本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性生物质炭材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将农作物秸秆晾干后，粉碎成粒径小于2mm，得到秸秆粉末；(2)取六水硝酸亚铁和六水硝酸铈，加入到无氧水中溶解，得到含有亚铁离子和铈离子的混合溶液；(3)将步骤(1)的秸秆粉末加入到步骤(2)的含有亚铁离子和铈离子的混合溶液中浸泡20
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30小时，然后取出，用去离子水清洗，接着放入真空干燥箱进行干燥，再放入碳化炉中，在氮气氛围下升温至400
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500℃，处理3
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6小时，得到改性生物质炭材...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔立强，马静雯，全桂香，严金龙，隋凤凤，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：