[发明专利]一种缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂的制备及使用方法

权利要求书

1.一种缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将生物质晾干并粉碎，在隔绝空气的条件下，升温至300℃～800℃，保持此温度3～12小时，制得铁基生物炭前驱物；

(2)将铁盐或亚铁盐配制成含铁质量分数为0.5％～5％的溶液；

(3)步骤(1)制备的铁基生物炭前驱物在保持温度80～350℃的条件下，加入步骤(2)制备的含铁溶液，边加边搅拌；铁基生物炭前驱物和含铁溶液质量体积比为1:0.2～1:5；搅拌均匀后冷却至室温，干燥、粉碎、过筛，制得铁基生物炭材料；

(4)将步骤(3)制备的铁基生物炭材料、高岭土和生物淀粉按照质量份数100:0.5:1～100:5:10混匀，加水或喷水搅拌至含水量50％～80％，造粒后干燥获得芯材；

(5)在55～75℃、搅拌的条件下，将壳聚糖溶液加入酸性硅溶胶中，控制壳聚糖溶液和酸性硅溶胶体积比为1:2～1:5，加完后再于55～75℃加热0.5～1h，制得酸性包衣材料前驱物；在55～75℃、搅拌的条件下，向制得的酸性包衣材料前驱物中加入乳化剂，控制乳化剂为壳聚糖质量的0.5％～5％，搅拌均匀后加入碱性催化剂进行催化，并保持55～75℃条件下搅拌1～1.5h，控制pH为9～11；真空除气泡，制得碱性包衣材料；

(6)将步骤(5)制得的碱性包衣材料对步骤(4)所制备的芯材进行包衣，控制芯材和碱性包衣材料的质量体积比在30:1～5:1；包衣后晾干制得缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂。

2.根据权利要求1所述的缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中以5℃～10℃/分钟速率升温至300℃～800℃；步骤(1)中所述的生物质为废弃的木本或草本植物根、茎和叶的一种或数种。

3.根据权利要求1所述的缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述铁盐是氯化铁、硝酸铁、硫酸铁中的一种或几种；所述亚铁盐是氯化亚铁、硝酸亚铁、硫酸亚铁中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的铁基生物炭前驱物的温度保持为100～200℃；步骤(3)中所述过筛是指过60目筛。

5.根据权利要求1所述的缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的生物淀粉是玉米粉、红薯粉、马铃薯或木薯粉；步骤(4)制得的芯材粒径为3～5mm。

6.根据权利要求1所述的缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述铁基生物炭材料、高岭土和生物淀粉的重量份数比为100:1:2～100:2.5:5。

7.根据权利要求1所述的缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述的乳化剂是聚丙烯酰胺、烷基苯磺酸钠类、阿拉伯胶、吐温系列、斯潘系列中的一种或几种的混合物；所述的碱性催化剂是氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种或几种的混合物；所述酸性硅溶胶控制pH为1～4，二氧化硅质量分数为5～15％。

8.根据权利要求1所述的缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂的制备方法，其特征在于，步骤(6)中所述的芯材和碱性包衣材料的质量体积比为15:1～10:1；包膜厚度为0.5～1mm。

9.一种缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂，其特征在于，其由权利要求1至8任一项所述的缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂的制备方法制备得到。

10.权利要求9所述的缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：稻田犁耙均匀后，每亩施用缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂100～300公斤作为基肥；均匀撒施，施用时保持田间淹水3～5cm；施用后5～10天再插秧。