【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于重金属去除，具体涉及一种负载铁-硅复合物的双改性生物质炭的制备方法及其应用。
技术介绍
1、土壤中镉和砷等重金属的污染因其高度的生物毒性、难以降解的特性以及在环境中的长期累积性，已经成为阻碍我国农业可持续发展的关键因素。作为主要粮食作物，水稻极易吸收和积累镉和砷，这不仅会抑制作物的生长、降低产量和品质，减少农民的经济收益，而且这些重金属还可能通过水稻进入食物链，最终对人类健康构成威胁。
2、市面上存在较多单一的重金属钝化剂，但能实现同步钝化镉砷复合污染农田土壤中有效态镉砷的钝化剂鲜见，且均存在效果不佳，制备工艺复杂，费时费力等问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种负载铁-硅复合物的双改性生物质炭的制备方法及其应用，该方法制备的具有磁性的负载铁-硅复合物的双改性生物质炭能够对水稻田土壤的镉、砷复合污染同时进行钝化，解决土壤中镉砷复合污染难以同时钝化问题，以解决目前我国部分地区稻米中的镉、砷重金属含量同时超标的粮食安全问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种负载铁-硅复合物的双改性生物质炭的制备方法，该方法为：
3、s1、磁性铁改性生物质炭的制备：
4、将甘蔗渣、桉木渣分别过筛后混合，得到生物质前体，用浓度为1mol/lfeso4水溶液预处理后，然后在温度为80℃的条件下烘干至恒重，在氮气环境下，以10℃/min的升温速率升温至550℃，恒温热解2h
5、s2、负载铁-硅复合物的双改性生物质炭的制备：
6、向s1中得到的负载α-fe2o3的磁性生物炭中加入浓度为1mol/l的硅酸纳水溶液，混合均匀后，在温度为80℃的条件下烘干至恒重，在无氧条件下，以10℃/min的升温速率升温至550℃，恒温热解2h，得到负载铁-硅复合物的双改性生物质炭。
7、优选地，s1中所述甘蔗渣与桉木渣过筛的目数为18目；过筛后的甘蔗渣与过筛后的桉木渣的质量比为1:1。
8、优选地，s1中所述生物质前体和浓度为1mol/l feso4水溶液的用量比为1g：8ml。
9、优选地，s1中所述浓度为1mol/l feso4水溶液和s2中所述浓度为1mol/l的硅酸纳水溶液的摩尔比为2:1。
10、本专利技术还提供了上述制备方法制备的负载铁-硅复合物的双改性生物质炭的应用，所述负载铁-硅复合物的双改性生物质炭用作镉、砷重金属钝化剂。
11、优选地，所述负载铁-硅复合物的双改性生物质炭用于水稻田土壤中镉、砷重金属的吸附，铁氧化物(纳米铁氧化物)由于其表面电荷高、比表面积大等特点对于砷具有很强的亲和力和吸附性。硅可以通过降低土壤中镉的有效性，提高叶片叶绿素含量、促进光合作用；降低根系细胞质膜透性、提高根系活力、促进根的伸长和侧根的生长；提高过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性等方式缓解镉对植物的毒害，而生物炭以其特殊的物理结构、丰富的表面性能和优良的生态环境效应等特点逐渐成为优良的化学药剂载体。
12、因此，将生物炭与铁氧化物和硅进行有机结合，制备出一种操作简易、环境友好且效果显著的铁基生物炭土壤镉砷复合钝化剂，对降低土壤中镉砷有效性和减少水稻中镉/砷的积累具有十分重要的意义。
13、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
14、1、本专利技术制备的具有磁性的负载铁-硅复合物的双改性生物质炭能够对水稻田土壤的镉、砷复合污染同时进行钝化，解决土壤中镉砷复合污染难以同时钝化问题，以解决目前我国部分地区稻米中的镉、砷重金属含量同时超标的粮食安全问题。
15、2、本专利技术制备的负载铁-硅复合物的双改性生物质炭作用于镉砷复合污染稻田后，水稻的籽粒镉含量下降比例达到36.2％，同时籽粒砷含量下降比例达到30.4％。
16、下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。
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1.一种负载铁-硅复合物的双改性生物质炭的制备方法，其特征在于，该方法为：
2.根据权利要求1所述的一种负载铁-硅复合物的双改性生物质炭的制备方法，其特征在于，S1中所述甘蔗渣与桉木渣过筛的目数为18目；过筛后的甘蔗渣与过筛后的桉木渣的质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种负载铁-硅复合物的双改性生物质炭的制备方法，其特征在于，S1中所述生物质前体和浓度为1mol/L FeSO4水溶液的用量比为1g：8mL。
4.根据权利要求1所述的一种负载铁-硅复合物的双改性生物质炭的制备方法，其特征在于S1中所述浓度为1mol/L FeSO4水溶液和S2中所述浓度为1mol/L的硅酸钠水溶液的摩尔比为2:1。
5.一种如权利要求1-4任一权利要求所述制备方法制备的负载铁-硅复合物的双改性生物质炭的应用，其特征在于，所述负载铁-硅复合物的双改性生物质炭用作镉、砷重金属钝化剂。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述负载铁-硅复合物的双改性生物质炭用于水稻田土壤中镉、砷重金属的吸附。
【技术特征摘要】
1.一种负载铁-硅复合物的双改性生物质炭的制备方法，其特征在于，该方法为：
2.根据权利要求1所述的一种负载铁-硅复合物的双改性生物质炭的制备方法，其特征在于，s1中所述甘蔗渣与桉木渣过筛的目数为18目；过筛后的甘蔗渣与过筛后的桉木渣的质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种负载铁-硅复合物的双改性生物质炭的制备方法，其特征在于，s1中所述生物质前体和浓度为1mol/l feso4水溶液的用量比为1g：8ml。
4.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：何冰，陈杜坤，马永承，韦华艺，朱睿璇，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：
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