[发明专利]一种稳定性固化重金属的生物炭

说明书

本发明公开了一种稳定性固化重金属的生物炭，利用水生植物自身的高富集性，吸附污染水中的重金属，将富集有重金属的水生植物与黏土矿物共热解制得生物炭。本发明采用原位吸附，将重金属包覆或富集于生物炭中，延长重金属的迁移时间，且非常稳定。同时在制备生物炭的过程中，将凹凸棒石与蒙脱石作为黏土矿物负载于生物炭中，生物炭中含有的重金属起到一定的催化作用，与活化的凹凸棒石之间协同作用，提高了生物炭的可靠性，有效降低生物炭中重金属的生态有效性和潜在风险。

技术领域

本发明属于环境制备技术领域，具体涉及一种稳定性固化重金属的生物炭。

背景技术

土壤是人类生存与发展的重要物质基础，其理化性质影响着植物的生长与人类的健康，保证土壤环境健康意义重大。近年来，随着城市化和农业的迅猛发展，土壤的污染状况日渐严重，采矿和冶金等工业活动更是加快了污染物的迁移，造成土壤和地表、地下水资源的污染。与土壤有机污染不同的是，重金属污染不能自然降解，若是随着食物链进入人体，会对人体的肾脏、肝脏、神经系统和大脑造成影响，甚至具有致畸、治癌和致突变的风险。

目前，土壤重金属修复技术中的植物修复技术利用富集量大的植物如玉米，将其种植在重金属污染的土壤中，成熟后收割，实现重金属从污染场地的移除，此技术易操作、应用范围广。但由此产生的问题是：将污染场地中大量重金属富集在植物体内，虽然降低了土壤的环境风险，却由此产生了大量的受污染生物质，这些生物质无法被降解，因此，对土壤和地下水造成二次污染的可能。

研究表明，植物修复生物质制备生物炭对重金属的固持效果好，且热解产物生物炭具有很大的应用潜力，但此类生物炭在不断老化的过程中有释放重金属的危险，严重限制了此类生物炭的应用。

鉴于上述原因，亟需对富集重金属生物炭的制备进一步研究，进而研究一种稳定性高的固化重金属生物炭。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人对生物炭进行了锐意研究，研究出一种稳定性固化重金属的生物炭。利用水生植物自身的高富集性，吸附污染水中的重金属，将富集有重金属的水生植物与黏土矿物共热解制得生物炭。本发明采用原位吸附，将重金属包覆或富集于生物炭中，延长重金属的迁移时间，且非常稳定。同时在制备生物炭的过程中，将凹凸棒石与蒙脱石作为黏土矿物负载于生物炭中，生物炭中含有的重金属起到一定的催化作用，与活化的凹凸棒石之间协同作用，提高了生物炭的可靠性，有效降低生物炭中重金属的生态有效性和潜在风险，从而完成了本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供一种稳定性固化重金属的生物炭，将植物在含有重金属的环境中栽培得到的生物质与黏土矿物共热解制得。

本发明所具有的有益效果包括：

(1)根据本发明提供的生物炭，采用原位吸附，将重金属元素包覆或富集于生物炭中，延长重金属的迁移时间，且非常稳定。

(2)根据本发明提供的生物炭的制备方法，对重金属的负载量高，降低了重金属的溶出率。

(3)根据本发明提供的生物炭的制备方法，将凹凸棒石与蒙脱石作为黏土矿物负载于生物炭中，提高了生物炭的可靠性和耐用性，有效降低了生物炭中重金属的生态有效性和潜在风险。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

本发明的目的在于一种稳定性固化重金属的生物炭，所述生物炭将植物在含有重金属的环境中栽培得到的生物质与黏土矿物共热解制得。