【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土壤修复领域，具体涉及一种用于修复镉污染稻田的改性水稻秸秆生物炭及其制备方法。
技术介绍
1、在全球范围内，土壤中存在的重金属都是污染物，具有毒性和持久性，对人类健康的影响较大；它们从陆地和水生资源转移到食物链中，增加了它们在我们可消耗食品中的积累。镉(cd)被认为是环境中毒性最大的微量元素之一，因为它会对动物和人类造成严重的健康问题。虽然它被认为是没有重要功能的非必需元素，但即使在半衰期超过30年的较低浓度下，它也是剧毒重金属。它本质上是不可生物降解的，因此从环境中去除它很复杂。它可溶于水，并且由于其可移动性，显示出生物蓄积和生物利用度的特性。高浓度的cd会对土壤生物产生毒性作用，并且很容易转移到植被中并最终进入食物链。据报道，受污染土壤中的cd浓度可能比未受污染的土壤高1-3个数量级。根据我国环境保护部与国土资源部于2014年4月17日发布的全国土壤污染调查公报显示，全国土壤总超标率为16.1％；以无机污染型为主，无机污染物中cd污染最为严重，占无机污染位点的7％；从污染土壤类型来看，耕地污染为最主要污染，占19.4％。在中国，cd在污染土壤样品超过环境保护部(mep)发布的限值的百分比方面排名第一(7.0％)。截至2016年，中国报告的cd污染土壤已超过2000万公顷，占总耕地面积的1/6，我国的土壤cd污染涉及11个省市的25个地区，每年生产镉米约51亿吨。
2、生物炭是一种稳定的富碳材料，它是通过在缺氧条件下对生物质进行高温热解而产生。许多研究表明，生物炭可以通过降低流动性和生物利用度来有效地
3、但是目前大多数金属(氢)氧化物改性生物质炭修复被镉污染的稻田效果并不明显，镉对植物的毒害依旧较大，而且一些金属(氢)氧化物改性生物质炭在用于修复被污染的土壤时，往往会给土壤带来二次金属污染。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种用于修复镉污染稻田的改性水稻秸秆生物炭及其制备方法，旨在解决现有技术中土壤镉污染严重的技术问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：
3、第一方面，本专利技术提供了一种用于修复镉污染稻田的改性水稻秸秆生物炭，包括：镁铁层状双氢氧化物改性生物炭。
4、优选的方案，包括：4.5-5.5质量份fe(no3)3·9h2o、9.0-10.0质量份mg(no3)2·6h2o和4-6质量份水稻秸秆生物炭。
5、优选的方案，在所述fe(no3)3·9h2o和所述mg(no3)2·6h2o中，镁元素和铁元素的摩尔比为2.8-3.2:1。
6、基于上述方案，ldhs的化学通式为:[m2+1-x-m3+x(oh)2]x+(an-)x/n·mh2o，其中m2+和m3+分别指二价和三价的金属离子，即mg2+和fe3+，x是三价金属离子与总金属离子的摩尔比，即fe3+与总金属离子的摩尔比，需介于0.17和0.33之间，以确保ldhs的稳定性，an-代表层间阴离子。
7、优选的方案，包括：4.8质量份fe(no3)3·9h2o、9.2质量份mg(no3)2·6h2o和5质量份水稻秸秆生物炭。
8、优选的方案，包括：4.6质量份fe(no3)3·9h2o、9.8质量份mg(no3)2·6h2o和4.2质量份水稻秸秆生物炭。
9、优选的方案，包括：5.4质量份fe(no3)3·9h2o、9.5质量份mg(no3)2·6h2o和5.5质量份水稻秸秆生物炭。
10、第二方面，本专利技术提供了一种用于修复镉污染稻田的改性水稻秸秆生物炭的制备方法，包括：
11、s1、称取4.5-5.5质量份fe(no3)3·9h2o和9.0-10.0质量份mg(no3)2·6h2o溶于600体积份去离子水中，并加入4-6质量份rsbc获得混合溶液；
12、s2、将所述混合溶液的ph调至10-12，并搅拌35-45min后加入特氟龙内衬高压釜中，放入烘箱中，110-130℃水热处理23-25h后进行离心、洗涤、干燥和研磨后获得样品。
13、优选的方案，在步骤s2中，用氢氧化钠将所述混合溶液的ph调节至11。
14、基于上述方案，用氢氧化钠将所述混合溶液的ph调节至11，是为了防止fe3+产生副反应生产亚铁产物。
15、优选的方案，在步骤s2中，将所述混合溶液在磁力搅拌器上连续搅拌40min后加入1000体积份的特氟龙内衬高压釜中，在120℃水热处理24h后，并将样品在6000×g下离心，再用去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，最后放入50-70℃的烘箱中干燥24h，取出后研磨得到改性水稻秸秆生物炭。
16、基于上述方案，将所述混合溶液放在磁力搅拌器上连续搅拌均匀，并经过特氟龙内衬高压釜和水热处理，以确保mg2+、fe3+水稻秸秆生物炭组装成功，获得改性水稻秸秆生物炭。
17、本专利技术的有益效果为：
18、本专利技术提供了一种用于修复镉污染稻田的改性水稻秸秆生物炭(镁铁层状双氢氧化物改性生物炭mg-fe ldh@rsbc)及其制备方法，并通过水稻盆栽试验证明，得到以下有益效果：
19、1、本专利技术提供的mg-fe ldh@rsbc可以缓解cd毒害对水稻生长的抑制作用，增加水稻植株的根长、株高、根系和地上部生物量。
20、2、本专利技术提供的mg-fe ldh@rsbc可以降低土壤中的有效态cd，减少水稻植株对土壤中cd的吸收。同时还可以降低土壤中的总cd含量，增加土壤中的总mg和总fe含量。
21、3、本专利技术提供的mg-fe ldh@rsbc可以使土壤中可交换态和可还原态cd的含量降低，残渣态cd则显著增加，即可交换态的减少和残渣态的增加都表明土壤中cd以更稳定的形式存在，cd已经被固定，从而降低cd对水稻植株的毒害。
22、4、本专利技术提供的mg-fe ldh@rsbc可以降低水稻根系、茎和叶中的cd含量，从而可以阻碍cd从水稻根部向地上部的转移。并且在加入所述改性水稻秸秆生物炭后，水稻茎和叶的mg含量均显著增加，根部和茎的fe含量均显著增加，mg和fe均是植物叶绿素和色素的重要组成部分，可以促进光合作用和碳水化合物、蛋白质和脂肪的形成含量的增加，促进水稻生长发育。
23、5、本专利技术提供的mg-fe ldh@rsbc的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于修复镉污染稻田的改性水稻秸秆生物炭，其特征在于，包括：镁铁层状双氢氧化物改性生物炭。
2.根据权利要求1所述的一种用于修复镉污染稻田的改性水稻秸秆生物炭，其特征在于，所述镁铁层状双氢氧化物改性生物炭由以下原料制备而成：4.5-5.5质量份Fe(NO3)3·9H2O、9.0-10.0质量份Mg(NO3)2·6H2O和4-6质量份水稻秸秆生物炭。
3.根据权利要求1所述的一种用于修复镉污染稻田的改性水稻秸秆生物炭，其特征在于，在所述Fe(NO3)3·9H2O和所述Mg(NO3)2·6H2O中，镁元素和铁元素的摩尔比为2.8-3.2:1。
4.根据权利要求1所述的一种用于修复镉污染稻田的改性水稻秸秆生物炭，其特征在于，包括：4.8质量份Fe(NO3)3·9H2O、9.2质量份Mg(NO3)2·6H2O和5质量份水稻秸秆生物炭。
5.根据权利要求1所述的一种用于修复镉污染稻田的改性水稻秸秆生物炭，其特征在于，包括：4.6质量份Fe(NO3)3·9H2O、9.8质量份Mg(NO3)2·6H2O和4.2质量份水稻秸秆生物炭。
...【技术特征摘要】
1.一种用于修复镉污染稻田的改性水稻秸秆生物炭，其特征在于，包括：镁铁层状双氢氧化物改性生物炭。
2.根据权利要求1所述的一种用于修复镉污染稻田的改性水稻秸秆生物炭，其特征在于，所述镁铁层状双氢氧化物改性生物炭由以下原料制备而成：4.5-5.5质量份fe(no3)3·9h2o、9.0-10.0质量份mg(no3)2·6h2o和4-6质量份水稻秸秆生物炭。
3.根据权利要求1所述的一种用于修复镉污染稻田的改性水稻秸秆生物炭，其特征在于，在所述fe(no3)3·9h2o和所述mg(no3)2·6h2o中，镁元素和铁元素的摩尔比为2.8-3.2:1。
4.根据权利要求1所述的一种用于修复镉污染稻田的改性水稻秸秆生物炭，其特征在于，包括：4.8质量份fe(no3)3·9h2o、9.2质量份mg(no3)2·6h2o和5质量份水稻秸秆生物炭。
5.根据权利要求1所述的一种用于修复镉污染稻田的改性水稻秸秆生物炭，其特征在于，包括：4.6质量份fe(no3)3·9h2o、9.8质量份mg(no3)2·...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡妙珍，姚永琦，孔向军，卞晓波，舒佳婧，郑力凡，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：
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