[发明专利]一种生物质复合材料、其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种生物质复合材料、其制备方法及其应用，该生物质复合材料包括相互混合的骨炭和生物质炭。本发明提供的生物质复合材料的制备方法包括：提供动物骨粉和农业生物质废弃物，将所述动物骨粉和所述农业生物质废弃物进行混合，获得混合原料；在保护气氛条件下，对所述混合原料进行热解处理，获得所述生物质复合材料。本发明提供的生物质复合材料与重金属的结合方式多样，可改良土壤理化性质、降低重金属的有效性、高效率修复土壤重金属。本发明提供的生物质复合材料制备方法简单高效、原料来源广泛且成本低廉，可很好地应用于重金属污染土壤的修复领域。

技术领域

本发明涉及生物环境材料制备技术领域，具体涉及一种生物质复合材料、其制备方法及其应用。

背景技术

随着工农业的快速发展和城市化进程的加快，我国部分地区的重金属污染土壤现象比较严重，而有色金属矿区及冶炼厂周边地区这一现象尤为严重，重金属污染中又以镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)、铜(Cu)和砷(As)的污染尤为严重。土壤重金属具有高毒性、不易分解、易扩散和经食物链传递等特点，显著增加了癌症等恶性疾病的发病率，给人民健康和生态环境造成严重威胁。

原位固定修复技术是一种高效经济的土壤重金属污染治理技术，其主要的原理是通过向土壤中加入钝化剂来改变重金属的价态和形态，降低其在土壤环境中的迁移性和生物有效性。

当前，常见的土壤重金属稳定剂主要包括无机类和有机类。无机类土壤重金属稳定剂包括石灰、工业废渣和其他碱性物质，有机类土壤重金属稳定剂包括有机堆肥、城市污泥、畜禽粪便、作物秸秆和泥炭等。上述重金属稳定剂存在直接施用和长期作用土壤易造成土壤结构破坏、产生二次污染的缺点。

上述重金属稳定剂对重金属的钝化作用限，且长期直接施用这些稳定剂存在易造成土壤结构破坏、产生二次污染的缺点。

本发明所要解决的就是目前的重金属稳定剂只具有单一的重金属钝化方式以及这些单一的重金属稳定剂存在钝化性能有限，甚至破坏土壤结构的问题。

发明内容

为解决上述现有技术中的重金属稳定剂只具有单一的重金属钝化方式且钝化性能有限，甚至破坏土壤结构的问题，本发明提供了一种与重金属结合方式多样、可改良土壤理化性质、高效率修复土壤重金属的生物质复合材料，以及生物质复合材料的制备方法及其应用。

为了达到上述发明目的，本发明提供一种生物质复合材料，包括相互混合的骨炭和生物质炭。

进一步地，所述骨炭是由猪骨、牛骨、羊骨、鸡骨、鸭骨和鱼骨中的至少一种经热解生成的。

进一步地，所述生物质炭是由竹屑、木屑、秸秆、甘蔗渣、果壳、畜禽粪便和活性污泥中的至少一种经热解生成的。

本发明还提供一种生物质复合材料的制备方法，包括：

S1、提供动物骨粉和农业生物质废弃物，将所述动物骨粉和所述农业生物质废弃物进行混合，获得混合原料；

S2、在保护气氛条件下，对所述混合原料进行热解处理，获得所述生物质复合材料。

进一步地，所述动物骨粉和所述农业生物质废弃物的质量比为1:1～10。

进一步地，所述热解处理的条件为：以5℃/min～25℃/min的升温速率升温至400℃～700℃。

进一步地，所述保护气氛为氮气、氦气、氖气、氩气中的至少一种。

进一步地，在步骤S2中，对所述混合原料进行热解处理后，再进行球磨处理，获得所述生物质复合材料。

更进一步地，所述球磨处理的方法包括：在球磨罐中加入助磨剂，控制球料质量比为1～100:1、球磨转速为100r/min～2000r/min、球磨时间为10min～48h。