本发明涉及有机肥料技术领域，具体涉及一种基于改性石墨烯可修复土壤的有机肥制备方法。
背景技术
有机肥料亦称农家肥料，凡以有机物质含有碳元素的化合物作为肥料的均称为有机肥料，包括人粪尿、厩肥、堆肥、绿肥、饼肥、沼气肥等。具有种类多、来源广、肥效较长等特点，有机肥料所含的营养元素多呈有机状态，作物难以直接利用，经微生物作用，缓慢释放出多种营养元素，源源不断地将养分供给作物，施用有机肥料能改善土壤结构，有效地协调土壤中的水、肥、气、热，提高土壤肥力和土地生产力，而石墨烯应用在有机肥领域中较为少见，因此其性能研究不是很透彻，继而本发明针对石墨烯将其改性应用在土壤修复有机肥中。
现有中国专利文献(公告号：cn108085010a)公开了一种用于土壤重金属污染的复合修复剂及其制备方法和应用，属于土壤改良和环境保护技术领域。一种用于土壤镉污染的复合修复剂，包括以下重量份的组份：钠基膨润土10～30份、骨粉5～15份、壳聚糖5～25份、牡蛎壳粉5～30份、石墨烯改性农作物秸秆生物炭10～40份、生物有机肥10～30份、硅酸钠15～45份、纳米feo1～15份、纳米碳管1～8份和微生物菌剂1～10份，该发明中采用石墨烯进行改性生物炭，石墨烯改性方法不同，导致土壤修复效果不同，本发明经过进一步研究，制备出可修复效果更好的有机肥。
技术实现要素：
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种基于改性石墨烯可修复土壤的有机肥制备方法，该有机肥不仅可提供丰富的营养物质，同时可修复土壤，相比于现有技术，游离态重金属含量改善效果显著。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种基于改性石墨烯可修复土壤的有机肥制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将32-38份腐殖土、6-10份黄腐酸钾、8-14份秸秆粉、14-18份废菌渣进行混合，随后加入到去离子水中进行超声分散，分散18-22min，随后再向其中加入22-26份改性石墨烯、反应温度为75-85℃，反应25-35min，随后向其中加入6-10份葡萄糖酸，调节ph至6.0，再依次加入12-16份生物质电厂灰、3-6份纳米级溶胶、1-3份硝基纤维素，得到预混料；
步骤二，将步骤一中的预混料、6-10份改性火山玻璃加入高速混合机中进行混合，搅拌转速为355-365r/min，搅拌45min，随后再送入造粒机中进行造粒，即得本发明的可修复土壤的有机肥。
优选地，所述废菌渣为废弃的食用菌在温度为45-55℃下堆积10天制成。
优选地，所述改性石墨烯的制备方法为将方沸石进行煅烧处理，随后进行研磨过300目筛，加入到磁力搅拌器中，再向其中加入石墨烯、质量分数30-40％的改性聚丙二醇进行搅拌混合，搅拌转速为155-165r/min，搅拌时间为25-35min，最后加入改性牡蛎壳粉，进行超声分散25min，最后离心，干燥，即得改性石墨烯。
优选地，所述煅烧处理条件为煅烧温度750-850℃，随后进行水淬。
优选地，所述改性聚丙二醇制备方法为将聚丙二醇、去离子水进行混合，配制成质量分数为40-50％水溶液，随后再向其中加入改性凹凸棒黏土，搅拌15-25min，即得改性聚丙二醇。
优选地，所述改性凹凸棒黏土制备方法为将凹凸棒黏土进行电晕处理，处理功率为6kw，处理6-10min。
优选地，所述改性牡蛎壳粉制备方法为将牡蛎壳进行高温煅烧，煅烧温度为500-600℃，随后空冷至室温，研磨过160目筛，随后加入牡蛎壳总量10-14％的氯化铝溶液，再加入8-12％的氯化钙溶液，反应22-26min，即可。
优选地，所述改性火山玻璃的制备方法为将火山玻璃置于四口反应瓶中，配制成悬浮液，然后以1-3ml/min速度向四口烧瓶中滴加硅酸钠溶液、硫酸铝溶液，调节ph值6.0，随后再过滤、洗涤、干燥，即得硅酸铝改性水滑石，随后加入乙醇溶液中，超声分散15-25min，即可。
优选地，所述火山玻璃、硅酸钠溶液、硫酸铝物质的质量比为(6-10):1:1。
优选地，所述火山玻璃、硅酸钠溶液、硫酸铝物质的质量比为8:1:1。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明以有机质作为营养物料，提供丰富的有机质，以改性石墨烯作为载体基料，石墨烯经过改性后可高效的协配生物质电厂灰、纳米级溶胶、硝基纤维素等原料，增强处理重金属能力，从实施例中得出，改性火山玻璃对重金属处理起到很大的作用，火山玻璃具有气孔状，可吸附重金属离子，通过硅酸钠溶液、硫酸铝等改性，增强其稳定性，从而达到长期吸附效果。
(2)从实施例3及对比例1-3得出，实施例3相对于对比例3，hg降低了0.0008kg/mg，cr降低了1.85kg/mg，cd降低了0.033kg/mg，pb降低了4.11kg/mg，此外，改性火山玻璃对重金属含量降低具有显著效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种基于改性石墨烯可修复土壤的有机肥制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将32份腐殖土、6份黄腐酸钾、8份秸秆粉、14份废菌渣进行混合，随后加入到去离子水中进行超声分散，分散18min，随后再向其中加入22份改性石墨烯、反应温度为75℃，反应25-35min，随后向其中加入6份葡萄糖酸，调节ph至6.0，再依次加入12份生物质电厂灰、3份纳米级溶胶、1份硝基纤维素，得到预混料；
步骤二，将步骤一中的预混料、6份改性火山玻璃加入高速混合机中进行混合，搅拌转速为355r/min，搅拌45min，随后再送入造粒机中进行造粒，即得本发明的可修复土壤的有机肥。
本实施例的废菌渣为废弃的食用菌在温度为45℃下堆积10天制成。
本实施例的改性石墨烯的制备方法为将方沸石进行煅烧处理，随后进行研磨过300目筛，加入到磁力搅拌器中，再向其中加入石墨烯、质量分数30％的改性聚丙二醇进行搅拌混合，搅拌转速为155r/min，搅拌时间为25min，最后加入改性牡蛎壳粉，进行超声分散25min，最后离心，干燥，即得改性石墨烯。
本实施例的煅烧处理条件为煅烧温度750℃，随后进行水淬。
本实施例的改性聚丙二醇制备方法为将聚丙二醇、去离子水进行混合，配制成质量分数为40-50％水溶液，随后再向其中加入改性凹凸棒黏土，搅拌15min，即得改性聚丙二醇。
本实施例的改性凹凸棒黏土制备方法为将凹凸棒黏土进行电晕处理，处理功率为6kw，处理6min。
本实施例的改性牡蛎壳粉制备方法为将牡蛎壳进行高温煅烧，煅烧温度为500℃，随后空冷至室温，研磨过160目筛，随后加入牡蛎壳总量10％的氯化铝溶液，再加入8％的氯化钙溶液，反应22min，即可。
本实施例的改性火山玻璃的制备方法为将火山玻璃置于四口反应瓶中，配制成悬浮液，然后以1ml/min速度向四口烧瓶中滴加硅酸钠溶液、硫酸铝溶液，调节ph值6.0，随后再过滤、洗涤、干燥，即得硅酸铝改性水滑石，随后加入乙醇溶液中，超声分散15min，即可。
本实施例的火山玻璃、硅酸钠溶液、硫酸铝物质的质量比为6:1:1。
实施例2.
本实施例的一种基于改性石墨烯可修复土壤的有机肥制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将38份腐殖土、10份黄腐酸钾、14份秸秆粉、18份废菌渣进行混合，随后加入到去离子水中进行超声分散，分散22min，随后再向其中加入26份改性石墨烯、反应温度为85℃，反应35min，随后向其中加入10份葡萄糖酸，调节ph至6.0，再依次加入16份生物质电厂灰、6份纳米级溶胶、3份硝基纤维素，得到预混料；
步骤二，将步骤一中的预混料、10份改性火山玻璃加入高速混合机中进行混合，搅拌转速为365r/min，搅拌45min，随后再送入造粒机中进行造粒，即得本发明的可修复土壤的有机肥。
本实施例的废菌渣为废弃的食用菌在温度为55℃下堆积10天制成。
本实施例的改性石墨烯的制备方法为将方沸石进行煅烧处理，随后进行研磨过300目筛，加入到磁力搅拌器中，再向其中加入石墨烯、质量分数40％的改性聚丙二醇进行搅拌混合，搅拌转速为165r/min，搅拌时间为35min，最后加入改性牡蛎壳粉，进行超声分散25min，最后离心，干燥，即得改性石墨烯。
本实施例的煅烧处理条件为煅烧温度850℃，随后进行水淬。
本实施例的改性聚丙二醇制备方法为将聚丙二醇、去离子水进行混合，配制成质量分数为50％水溶液，随后再向其中加入改性凹凸棒黏土，搅拌25min，即得改性聚丙二醇。
本实施例的改性凹凸棒黏土制备方法为将凹凸棒黏土进行电晕处理，处理功率为6kw，处理10min。
本实施例的改性牡蛎壳粉制备方法为将牡蛎壳进行高温煅烧，煅烧温度为600℃，随后空冷至室温，研磨过160目筛，随后加入牡蛎壳总量14％的氯化铝溶液，再加入12％的氯化钙溶液，反应26min，即可。
本实施例的改性火山玻璃的制备方法为将火山玻璃置于四口反应瓶中，配制成悬浮液，然后以3ml/min速度向四口烧瓶中滴加硅酸钠溶液、硫酸铝溶液，调节ph值6.0，随后再过滤、洗涤、干燥，即得硅酸铝改性水滑石，随后加入乙醇溶液中，超声分散25min，即可。
本实施例的火山玻璃、硅酸钠溶液、硫酸铝物质的质量比为10:1:1。
实施例3.
本实施例的一种基于改性石墨烯可修复土壤的有机肥制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将35份腐殖土、8份黄腐酸钾、11份秸秆粉、16份废菌渣进行混合，随后加入到去离子水中进行超声分散，分散20min，随后再向其中加入23份改性石墨烯、反应温度为80℃，反应30min，随后向其中加入8份葡萄糖酸，调节ph至6.0，再依次加入14份生物质电厂灰、4.5份纳米级溶胶、2份硝基纤维素，得到预混料；
步骤二，将步骤一中的预混料、8份改性火山玻璃加入高速混合机中进行混合，搅拌转速为360r/min，搅拌45min，随后再送入造粒机中进行造粒，即得本发明的可修复土壤的有机肥。
本实施例的废菌渣为废弃的食用菌在温度为50℃下堆积10天制成。
本实施例的改性石墨烯的制备方法为将方沸石进行煅烧处理，随后进行研磨过300目筛，加入到磁力搅拌器中，再向其中加入石墨烯、质量分数35％的改性聚丙二醇进行搅拌混合，搅拌转速为160r/min，搅拌时间为30min，最后加入改性牡蛎壳粉，进行超声分散25min，最后离心，干燥，即得改性石墨烯。
本实施例的煅烧处理条件为煅烧温度800℃，随后进行水淬。
本实施例的改性聚丙二醇制备方法为将聚丙二醇、去离子水进行混合，配制成质量分数为45％水溶液，随后再向其中加入改性凹凸棒黏土，搅拌20min，即得改性聚丙二醇。
本实施例的改性凹凸棒黏土制备方法为将凹凸棒黏土进行电晕处理，处理功率为6kw，处理8min。
本实施例的改性牡蛎壳粉制备方法为将牡蛎壳进行高温煅烧，煅烧温度为550℃，随后空冷至室温，研磨过160目筛，随后加入牡蛎壳总量12％的氯化铝溶液，再加入10％的氯化钙溶液，反应23min，即可。
本实施例的改性火山玻璃的制备方法为将火山玻璃置于四口反应瓶中，配制成悬浮液，然后以1-3ml/min速度向四口烧瓶中滴加硅酸钠溶液、硫酸铝溶液，调节ph值6.0，随后再过滤、洗涤、干燥，即得硅酸铝改性水滑石，随后加入乙醇溶液中，超声分散20min，即可。
本实施例的火山玻璃、硅酸钠溶液、硫酸铝物质的质量比为8:1:1。
对比例1.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加改性火山玻璃。
对比例2.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加纳米级溶胶。
对比例3.
采用中国专利文献(公告号：cn108085010a)公开了一种用于土壤重金属污染的复合修复剂及其制备方法和应用中实施例1的原料及方法。
按照《gb/t18047.1-2001》标准进行检测重金属含量
实施例3及对比例1-3性能测试结果如下
从实施例3及对比例1-3得出，实施例3相对于对比例3，hg降低了0.0008kg/mg，cr降低了1.85kg/mg，cd降低了0.033kg/mg，pb降低了4.11kg/mg，此外，改性火山玻璃对重金属含量降低具有显著效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。