负载铁铝氧化物的生物炭复合材料及其在滨海盐渍化土壤改良中的应用

本发明属于土壤固碳，具体涉及一种负载铁铝氧化物的生物炭复合材料及其在滨海盐渍化土壤改良中的应用。

背景技术：

1、受海水入侵、地下水矿化度高、地下水埋深浅等因素的影响，滨海土壤盐渍化问题十分突出。盐渍化土壤结构差、有机质(碳)含量低，土壤生产、生态功能都受到了很大限制，进而造成海岸带地区湿地退化严重，农业生产效益低。经过多年研究实践表明，盐渍化土壤改良的关键在于快速提升其有机碳含量，优化土壤结构，提高微生物活性，增强其保肥、供肥能力。但，滨海土壤多源于海、河等沉积物的淀积，砂粒含量高，黏粒及土壤氧化物含量较低，进入土壤中有机物质缺乏物理保护，又无化学结合位点，大多都被矿化为co2而散失。所以，研发滨海盐渍化土壤快速固碳的方法，加快有机碳累积速率，是提高盐渍化土壤改良效率、发挥其生产、生态功能的关键环节。

2、生物炭及生物炭材料的开发利用是近年来关注的热点，其在无氧/限氧的条件下由各类生物质直接热解生成，高碳含量且稳定，能够长期在土壤中贮存。由于其具有高稳定性，诸多研究将其做改性处理，负载各种活性基团或纳米材料后，用以吸附环境中有机、无机污染物，起到净化环境的作用。在农业生产中，生物炭基肥料得到了成功应用，肥效及养分利用效率得到了一定提升。但目前，借助生物炭定向、快速提升盐渍化土壤有机碳含量的研究还很少，由于盐渍化过程严重破坏了土壤团聚体结构，同时，滨海土壤黏粒、氧化物含量低，有机碳在土壤贮存缺乏有效的保护，其持碳和固碳的能力很弱，有机碳提升慢，高效利用困难较大。受人均资源低等制约，中国对盐渍化等土地利用越来越重视。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种负载铁铝氧化物的生物炭复合材料及其在滨海盐渍化土壤改良中的应用。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种负载铁铝氧化物的生物炭复合材料，是向fecl3和alcl3的混合溶液中加入浒苔粉，搅拌，过滤，烘干，随后450℃限氧热解2h，冷却后，过100目筛，制得。

4、在一个具体的实施例中，所述fecl3和alcl3的混合溶液中fecl3和alcl3的浓度均为0.5mol/l，ph值为9。

5、在一个具体的实施例中，所述浒苔粉是将浒苔去杂、烘干、粉碎过80目筛后制得。

6、上述负载铁铝氧化物生物炭复合材料的制备方法，步骤如下：

7、(1)将浒苔去杂、烘干、粉碎过80目筛后得到浒苔粉；

8、(2)取含fecl3和alcl3的混合溶液，其中fecl3和alcl3的浓度均为0.5mol/l，用1mol/l的naoh调节溶液ph至9，混匀；

9、(3)向步骤(2)的溶液中加入步骤(1)制备的浒苔粉，搅拌5min后，放置25℃条件下，磁力搅拌24h，过滤，105℃烘干，随后450℃限氧热解2h，冷却后取出，过100目筛，即得。

10、上述方法制备的负载铁铝氧化物的生物炭复合材料在滨海盐渍化土壤改良中的应用，具体是用于提高滨海盐渍化土壤的固碳性能。

11、一种滨海盐渍化土壤的改良方法，是向盐渍化土壤中施用上述方法制备的负载铁铝氧化物生物炭复合材料。

12、在一个具体的实施例中，所述滨海盐渍化土壤的改良方法，还包括每年向盐渍化土壤中施用粉碎的作物秸秆的步骤。

13、本发明技术方案的优点：

14、本发明制备了一种负载铁铝氧化物的生物炭复合材料，该材料具有较大的比表面积和较多的官能团，对环境中有机碳具有较好的吸附效果；将其施用于土壤中，能够显著的抑制co2释放，进而促进进入土壤中的更多外源有机物及腐解产物向土壤有机碳组分转化，提高外源有机物料固碳培肥作用。该复合材料可以用于滨海盐渍化土壤改良，快速提升盐渍化土壤中有机碳含量，优化土壤结构，提高微生物活性，增强其生产和生态服务功能。

技术特征：

1.一种负载铁铝氧化物的生物炭复合材料，其特征在于，是向fecl3和alcl3的混合溶液中加入浒苔粉，搅拌，过滤，烘干，随后450℃限氧热解2h，冷却后，过100目筛，制得。

2.根据权利要求1所述负载铁铝氧化物的生物炭复合材料，其特征在于，所述fecl3和alcl3的混合溶液中fecl3和alcl3的浓度均为0.5mol/l，ph值为9。

3.根据权利要求1所述负载铁铝氧化物的生物炭复合材料，其特征在于，所述浒苔粉是将浒苔去杂、烘干、粉碎过80目筛后制得。

4.权利要求1～3任一项所述负载铁铝氧化物生物炭复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

5.权利要求4所述方法制备的负载铁铝氧化物的生物炭复合材料在滨海盐渍化土壤改良中的应用。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，用于提高滨海盐渍化土壤的固碳性能。

7.一种滨海盐渍化土壤的改良方法，其特征在于，向盐渍化土壤中施用权利要求4所述方法制备的负载铁铝氧化物生物炭复合材料。

8.根据权利要求7所述滨海盐渍化土壤的改良方法，其特征在于，还包括每年向盐渍化土壤中施用粉碎的作物秸秆的步骤。

技术总结本发明公开了一种负载铁铝氧化物的生物炭复合材料及其在滨海盐渍化土壤改良中的应用，属于盐渍化土壤改良技术领域。本发明的复合材料是向FeCl<subgt;3</subgt;和AlCl<subgt;3</subgt;的混合溶液中加入浒苔粉，搅拌，过滤，烘干，随后450℃限氧热解2h，冷却后，过100目筛，制得。该材料具有较大的比表面积和较多的官能团，对环境中有机碳具有较好的吸附效果；将其施用于滨海盐渍化土壤中，能够显著抑制CO<subgt;2</subgt;释放，进而促进进入土壤中的更多外源有机物及腐解产物向土壤有机碳组分转化，提高外源有机物料固碳培肥作用。该复合材料可以用于滨海盐渍化土壤改良，快速提升盐渍化土壤中有机碳含量，优化土壤结构，提高微生物活性，增强其生产和生态服务功能。技术研发人员：谢文军,徐雷,刘永林,孙英杰,石彩玲,刘琳受保护的技术使用者：青岛理工大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27