一种氮改性牛骨粉生物炭的制备方法及应用

本发明属于生物炭，具体涉及一种氮改性牛骨粉生物炭的制备方法及应用。

背景技术：

1、镉是高毒性的重金属元素之一，在自然环境中对水体和土壤等生态环境健康构成威胁。全国土壤污染状况调查表明土壤无机污染物中镉的点位超标率最高，高达7％。且在分布上呈现出西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。而南方土壤主要表现为酸性，镉在酸性环境下的生物有效性更强。因此，对镉污染的酸性土壤的修复具有重要意义。

2、生物炭是生物质材料在限氧条件下，经过不完全燃烧产生的富炭物，能够通过提高土壤ph值，以及吸附作用，促进土壤重金属络合物的形成，从而降低重金属在土壤中的生物有效性。但前人研究发现，一些秸秆生物炭对土壤其它元素具有钝化效果，但对镉的钝化效果较弱。而且未经过改性的生物炭所含的养分含量有限，在作物种植过程中需要不断施加氮肥，过量的氮肥施用是导致土壤酸化的一个重要诱因。

3、随着肉类消费量的增加，相应产生的骨头废物也在增多。目前，部分骨头通过粉碎制成动物饲料或肥料，但这种做法可能导致疾病广泛传播，严重威胁公共健康与安全。因此，许多国家已对此实施了严格的限制。处理动物骨头废弃物已成为一个亟待解决的问题。因此需要一种氮改性牛骨粉生物炭的制备方法及应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种氮改性骨粉生物炭及其制备方法与应用。本发明针对废水和土壤中的镉污染问题，利用牛骨粉为原料，通过前期处理以及氮改性等工艺，成功制备出具有高比表面积，多孔结构以及对土壤镉具有较好吸附效果的材料。

2、本发明通过以下技术方案实现：

3、本发明采用的技术方案是：

4、a)将尿素配成溶液后以碳氮质量比为20：1的比例与牛骨粉进行混匀振荡24h，之后在3000r/min下离心10min，弃去上清液，收集固体样品；

5、(b)将所述固体样品至于60℃烘箱中烘干；

6、(c)将烘干的混合氮的固体样品，进行二次升温进行生物炭制备得到成品。

7、进一步地，在步骤b中，混合悬液置于振荡器上以210r/min的转速振荡24h。

8、进一步地，在步骤c中，二次升温的方法包括置于气氛炉中，温度为500℃，时间为120min，升温速率为20℃/min。

9、一种氮改性牛骨粉生物炭的制备方法在土壤镉修复中的应用，具体包括与重金属污染土壤按照炭土比为5％的比例充分混匀，保持田间持水量75％，静置培养30天。

10、本发明采用上述技术方案与现有技术相比，最大的特点在于：

11、与现有技术相比，本发明具有如下效果：

12、本发明经过高温热解骨炭，可以较好的阻止病毒传播，且骨炭中含有较高的磷含量，在此基础上，对牛骨粉生物炭进行氮改性，提高牛骨粉生物炭的氮含量，将其应用到土壤中不仅可以降低土壤镉的有效性，还能够提高土壤的氮磷含量。

13、本发明针对废水和土壤中的镉污染问题，利用牛骨粉为原料，通过前期处理以及氮改性等工艺，成功制备出具有高比表面积，多孔结构以及对土壤镉具有较好吸附效果的材料。

技术特征：

1.一种氮改性牛骨粉生物炭的制备方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种氮改性牛骨粉生物炭的制备方法，其特征在于：在步骤b中，混合悬液置于振荡器上以210r/min的转速振荡24h。

3.根据权利要求1所述的一种氮改性牛骨粉生物炭的制备方法，其特征在于：在步骤c中，二次升温的方法包括置于气氛炉中，温度为500℃，时间为120min，升温速率为20℃/min。

4.如权利要求1所述的一种氮改性牛骨粉生物炭的制备方法在土壤镉修复中的应用。

技术总结本发明公开了一种氮改性牛骨粉生物炭的制备方法及应用，包括将尿素配成溶液后以碳氮质量比为20：1的比例与牛骨粉进行混匀振荡24h，之后在3000r/min下离心10min，弃去上清液，收集固体样品；将所述固体样品至于60℃烘箱中烘干；将烘干的混合氮的固体样品，进行二次升温进行生物炭制备得到成品。本发明针对废水和土壤中的镉污染问题，利用牛骨粉为原料，通过前期处理以及氮改性等工艺，成功制备出具有高比表面积，多孔结构以及对土壤镉具有较好吸附效果的材料。技术研发人员：李荭荭,陈艳萍,龙飘飘,况萌萌,陈烨,高佳鑫受保护的技术使用者：闽南师范大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9