一种土壤修复混合药肥及其制备方法与流程

本发明属于土壤修复，具体是指一种土壤修复混合药肥及其制备方法。

背景技术：

1、土壤重金属污染是近年来日益严重的环境问题，土壤重金属污染不仅改变了土壤的性质，抑制植物的生长和光合作用，甚至还可以通过食物链迁移到人和动物的体内，导致严重的健康问题；在土壤污染治理技术方面，原位钝化法由于操作简单，成本低且效果好，普遍应用于治理重金属污染的土壤中，然而，原位钝化具有底物选择性，在实际的污染土壤中，复合污染十分常见，如镉-铅复合污染，因此，单一的修复技术难以同时降低多种重金属离子的生物有效性，从而效率低、修复不彻底，土壤重金属污染浓度高导致植物生长缓慢、修复周期长，在实际工程中受到很大的限制，现有修复技术的修复效果很难达到预期。

2、目前现有技术主要存在以下问题：土壤重金属复合污染修复效果不佳，甚至导致二次污染。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种土壤修复混合药肥及其制备方法，为了解决土壤重金属复合污染修复效果不佳，甚至导致二次污染的问题，本发明提出选择植物秸秆作为生物炭原材料，通过先活化生物质再用聚吡咯改性，得到聚吡咯/多孔生物炭复合材料，保证了复合材料既含有大的比表面和丰富的孔道结构，又可以实现对于金属阴离子的高效吸附，同时对腐殖酸进行磷酸化改性，并负载到聚吡咯/多孔炭复合材料上，经磷酸化改性的腐殖酸，不仅提高了对金属阳离子的钝化效率，也可以有效改善土壤功能及肥力，减少植物毒性。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种土壤修复混合药肥，所述土壤修复混合药肥包括如下重量份的组分：复合型吸附剂30-50份、有机肥15-20份、草炭土10-15份、尿素6-10份、硼酸钙15-25份、壳聚糖8-12份、有机酸10-15份、保水剂1-5份；所述复合型吸附剂为聚吡咯/多孔生物炭复合材料负载磷酸化腐殖酸。

3、优选地，所述复合型吸附剂的制备方法，具体包括以下步骤：

4、s1、取植物秸秆除杂洗净，烘干、研磨，过60目的筛存，得到植物秸秆粉末；

5、s2、取植物秸秆粉末，用20%的磷酸浸泡18-20h后，80℃干燥24-26h，再放入通入n2的马弗炉中热解2-3h，热解温度设定为500℃，冷却后取出样品，洗涤至中性，80℃干燥10-12h，研磨得到活化生物炭；

6、s3、取s2制备的活化生物炭，分散于2%的冰乙酸溶液，加入吡咯单体和1mol/lfecl3，搅拌3-5h，置于冰箱中冷藏12-15h，调ph至5.8，4000r/min离心8-10min，取沉淀物，洗涤、冷冻干燥，得到聚吡咯/多孔生物炭复合材料；

7、s4、取腐殖酸，加入8mol/l的硝酸溶液，搅拌均匀，密封熟化，去离子水洗涤，直至ph为7，自然晾干，得到硝基腐殖酸；

8、s5、取硝基腐殖酸，溶解于蒸馏水中，搅拌下升温至70-75℃，加入nh4h2po4反应60min，冷却至室温，50℃下干燥24h，得到改性腐殖酸；

9、s6、取改性腐殖酸溶解于蒸馏水中，加入s3制备的聚吡咯/多孔生物炭复合材料，180rpm磁力搅拌48h，静置24h后，蒸馏水洗涤至ph为7，冷冻干燥24h，得到复合型吸附剂。

10、优选地，在s1中，所述植物秸秆为油菜秸秆、棉花秸秆、玉米秸秆、竹子秸秆、稻壳秸秆中的一种或多种；

11、优选地，在s1中，所述植物秸秆粉末与磷酸的料液比为1:10-12；

12、优选地，在s3中，所述活化生物炭与2%冰乙酸溶液的料液比为1:100-150；

13、优选地，在s3中，所述吡咯单体的添加量为2%冰乙酸溶液的0.3%-0.4%；

14、优选地，在s3中，所述吡咯单体与1mol/lfecl3的摩尔比为2.5:1；

15、优选地，在s4中，所述腐殖酸与硝酸溶液的质量比为1:15-20；

16、优选地，在s5中，所述硝基腐殖酸在蒸馏水中的质量分数为5%-6%；

17、优选地，在s5中，所述硝基腐殖酸与nh4h2po4的质量比为1.5-2:1；

18、优选地，在s6中，所述改性腐殖酸在蒸馏水中的质量分数为4%-5%；

19、优选地，在s6中，所述改性腐殖酸与聚吡咯/多孔生物炭复合材料的质量比为1:5-6。

20、本发明还提供了土壤修复混合药肥的制备方法，具体包括如下步骤：

21、（1）将有机肥、尿素、硼酸钙混合，搅拌均匀后，依次加入草炭土、有机酸、壳聚糖继续搅拌混匀，得到第一混合物；

22、（2）向第一混合物中加入复合型吸附剂及保水剂，搅拌均匀后，得到土壤修复混合药肥。

23、本发明取得的有益效果如下：

24、本发明提出，选择植物秸秆作为生物炭原材料，通过先活化生物质再用聚吡咯复合，得到聚吡咯/多孔生物炭复合材料，保证了复合材料既含有大的比表面和丰富的孔道结构，又可以实现对于金属阴离子的高效吸附，同时对腐殖酸进行磷酸化改性，并负载到聚吡咯/多孔炭复合材料上，经磷酸化改性的腐殖酸，不仅提高了对金属阳离子的钝化效率，也可以有效改善土壤功能及肥力，减少植物毒性；经活化剂活化后的生物炭拥有更丰富的孔道结构，对于重金属元素的吸附速度及吸附量增大，化学稳定性好，然而一些金属元素，如镉，对其吸附力与生物炭的孔结构变化无关，且cr(vi)在环境中多以阴离子基团cr2o72-、hcro4-等形式存在，毒性大，不易被吸附，聚吡咯具有导电性能好、易聚合、生物相容性好、离子交换性能好、成本低、环境友好等优点，在酸性条件下，聚吡咯上氨基去质子化生成带正电荷的n+，具有通过静电引力吸附阴离子基团的能力，将聚吡咯与活性生物炭复合，实现对于金属阴离子的高效吸附；腐植酸分子内包含的羟基、羧基等官能团，可以与重金属阳离子发生吸附沉淀、离子交换、络合等作用，发生络合反应后的腐植酸-重金属配合物自身带正电，土壤颗粒胶体自身带负电，因此两者可以发生静电吸附，加速对土壤重金属的吸附速率，然而腐殖酸结合重金属的能力较弱，限制其应用，对于进行磷酸化改性，利用nh4h2po4对腐殖酸轻微的腐蚀作用，增加比表面积，提高对重金属阳离子的钝化能力，此外由于生物炭中的可溶性碱离子（如ca2+、k+等）会增加土壤的盐分，而腐植酸能与ca2+、k+等离子结合生成可溶性腐植酸盐，可改良土壤，提高土壤肥力。

技术特征：

1.一种土壤修复混合药肥，其特征在于：所述土壤修复混合药肥包括如下重量份的组分：复合型吸附剂30-50份、有机肥15-20份、草炭土10-15份、尿素6-10份、硼酸钙15-25份、壳聚糖8-12份、有机酸10-15份、保水剂1-5份，所述复合型吸附剂为聚吡咯/多孔生物炭复合材料负载磷酸化腐殖酸。

2.根据权利要求1所述的一种土壤修复混合药肥，其特征在于：所述复合型吸附剂的制备方法，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种土壤修复混合药肥，其特征在于：在s1中，所述植物秸秆为油菜秸秆、棉花秸秆、玉米秸秆、竹子秸秆、稻壳秸秆中的一种或多种；所述植物秸秆粉末与磷酸的料液比为1:10-12。

4.根据权利要求3所述的一种土壤修复混合药肥，其特征在于：在s3中，所述活化生物炭与2%冰乙酸溶液的料液比为1:100-150；所述吡咯单体的添加量为2%冰乙酸溶液的0.3%-0.4%；所述吡咯单体与1mo/lfecl3的摩尔比为2.5:1。

5.根据权利要求4所述的一种土壤修复混合药肥，其特征在于：在s4中，所述腐殖酸与硝酸溶液的质量比为1:15-20。

6.根据权利要求5所述的一种土壤修复混合药肥，其特征在于：在s5中，所述硝基腐殖酸在蒸馏水中的质量分数为5%-6%；所述硝基腐殖酸与nh4h2po4的质量比为1.5-2:1。

7.根据权利要求6所述的一种土壤修复混合药肥，其特征在于：在s6中，所述改性腐殖酸在蒸馏水中的质量分数为4%-5%；所述改性腐殖酸与聚吡咯/多孔生物炭复合材料的质量比为1:5-6。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种土壤修复混合药肥的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了土壤修复技术领域领域的一种土壤修复混合药肥及其制备方法，所述土壤修复混合药肥包括如下重量份的组分：复合型吸附剂30‑50份、有机肥15‑20份、草炭土10‑15份、尿素6‑10份、硼酸钙15‑25份、壳聚糖8‑12份、有机酸10‑15份、保水剂1‑5份，所述复合型吸附剂为聚吡咯/多孔生物炭负载磷酸化腐殖酸。本发明提供了一种土壤修复混合药肥及其制备方法，为了解决土壤重金属复合污染修复效果不佳的问题，本发明提出选择植物秸秆作为生物炭原材料，通过先活化生物质再用聚吡咯改性，得到聚吡咯/多孔生物炭复合材料，同时对腐殖酸进行磷酸化改性，并负载到聚吡咯/多孔炭复合材料上，提高了对金属离子的钝化效率，也可以有效改善土壤功能及肥力，减少植物毒性。

技术研发人员：王一宇
受保护的技术使用者：四川眉山凯尔化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16