[发明专利]一种茶籽壳生物炭的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及重金属污染治理及修复领域，特别涉及一种茶籽壳生物炭的制备方法及其应用，将烘干粉碎的茶籽壳洗净在300℃以上温度条件、N₂限氧环境下烧制，冷却至室温并取出磨细得到茶籽壳生物炭，能应用于处理重金属镉和铅。本发明仅通过粉磨茶籽壳和在N2限氧环境下高温烧制就得到对镉和铅具有良好去除效果的茶籽壳生物炭，制备方法简单、易实现，且未通过化学试剂改性，显著降低生产成本，对环境友好，使用方法简单，无需与其他物质混合，直接放入土壤中一段时间就能对镉和铅起到去除效果，有利于投入实际生产应用。

技术领域

本发明涉及重金属污染治理及修复领域，特别涉及一种茶籽壳生物炭的制备方法及其应用。

背景技术

随着社会的进步和现代化工农业的发展，人类活动对自然环境的影响越来越深远。从农业的化肥、农药，到工业的“三废”，再到日常生活中的污水、垃圾等，它们无不影响着大自然，随意排放必然引发各种环境问题，进而破坏生态环境，甚至可能对人类的生命健康构成巨大的威胁。

重金属污染引起的环境危机是全球关注的热点环境问题之一，其中镉和铅是受到关注最多的两种污染物。镉和铅主要通过矿产资源的开采冶炼、电镀、纺织、化学制造、电子仪表等行业生产以及污水灌溉进入到环境中，造成环境中镉和铅含量超标。镉和铅及其化合物可通过生物富集、生物浓缩和生物放大等作用进入到食物链中，危害动植物的生存和生态环境。植物吸收过多的镉和铅会破坏植物的叶绿素结构，抑制光合作用，影响植物的生长发育，严重时可致死。人体内含有的镉和铅会作用于造血系统、心血管系统、神经系统、生殖系统等，轻者会引起系统功能的衰退，重者可致突变、致畸和致癌。因此，解决镉和铅污染问题迫在眉睫。

生物炭是将生物质置于无氧环境中高温热解而产生的一种炭，含有大量芳环结构碳，具备较大孔隙度、表面带有负电荷且含有丰富的官能团、完备的芳香结构等特点，在土壤固碳、温室气体减排、污染物控制、固体废弃物资源化利用等领域得到了广泛研究和应用。农业废弃物由于来源广泛，价格低廉且吸附效果好，是目前制备生物炭研究最为广泛的原料。

茶籽壳是可食用的山茶籽油加工业的主要副产品，被视为农业废弃物。在山茶籽油生产过程中，1t山茶籽可产生0.54t的茶籽壳，这些茶籽壳主要用作固体燃料，并产生大量废气排放到环境中，不仅造成农业资源的损失，而且造成环境污染。

在现有技术中为了追求更好的吸附效果，生物炭材料一般都需要在制备过程中加入化学试剂进行改性，例如中国发明专利《CN105797693A-一种用于去除水体中铅镉的磁性谷壳生物炭及其制备和应用方法》、《CN112263994A-一种改性生物炭及其制备方法与应用》，然而，改性却大量增加了制造生物炭的成本，且处理改性过程中产生的废水、废料也会增加成本和生产难度，处理不当也会造成环境污染。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是在不改性的条件下利用茶籽壳制作具有对镉和铅具有良好处理效果的茶籽壳生物炭。

具体的技术方案为一种茶籽壳生物炭的制备方法，将烘干粉碎的茶籽壳洗净在300℃以上温度条件、N₂限氧环境下烧制，冷却至室温并取出磨细得到茶籽壳生物炭。

优选地，烧制的温度条件为600℃。

而且，烧制的N₂限氧环境为流量80-120mL/min。

而且，烧制为恒温烧制6小时，烧制的升温速率为10℃/min。

而且，磨细得到茶籽壳生物炭的粒径小于0.150mm。

以及上述方法制备的茶籽壳生物炭在处理镉和铅中的应用。

尤其是所述的茶籽壳生物炭在去除土壤中镉和铅的应用。