【CN109835881A】一种改性生物炭、生物炭基有机肥及其制备方法及其应用【专利】

生物炭基肥料的制备方法及其在农业中的应用研究进展
生物炭是一种由生物质经过高温处理后制成的黑色碳质材料，具有多孔性、高比表面积、微生物友好等特点，可以广泛地应用于土壤改良、环境修复、能源生产等领域。

近年来，生物炭被越来越多地应用于农业领域，其中以生物炭基肥料的制备和应用最为热门和
有前景。

生物炭基肥料制备方法主要有以下几种：（1）直接混合法，将生物炭与传统有机肥料混合后使用，可以提高有机肥料的肥效；（2）固定化法，将有机肥料固定在生物炭内部，保持有机质的稳定性和可控释放，降低肥料的损失和污染；（3）吸附法，利用生物炭孔隙结构和表面功能吸附各种养分，形成具有慢释、持久肥效的肥料；（4）活性化法，通过化学或生物学方法改变生物炭表面功能团，使其在土壤中的效果更优。

生物炭基肥料在农业中的应用主要有以下几个方面：（1）改善土壤结构，由于生物炭具有多孔性和高比表面积，可以增加土壤通气性和保水性，减少水泥化和土壤侵蚀等现象；（2）提高肥效，生物炭能增加土壤细菌和真菌的数量和多样性，改善微生物生态环境，促进养分循环和保持，提高养分利用率和作物产量；（3）抗逆性增强，生物炭可以吸附土壤重金属、农药和有害物质，减少对作物的毒害和要素失控，同时也可以增强作物的耐旱、
耐寒、耐酸碱等环境适应能力；（4）减少温室气体排放，生物炭可以用来固碳，减少二氧化碳的排放，具有环保效益和经济效益。

总之，生物炭基肥料具有广泛的应用前景和重大的经济和社会效益，在实际应用中需
要继续加强研究和严格控制生产质量，以实现生物炭基肥料的可持续发展和更好的贡献于
农业生产的发展和壮大。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710462998.0(22)申请日 2017.06.19(71)申请人 清华大学地址 100084 北京市海淀区清华园1号(72)发明人 侯德义　大卫·奥卡诺　张平　(74)专利代理机构 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245代理人 关畅　王春霞(51)Int.Cl.B01J 20/20(2006.01)B01J 20/28(2006.01)B01J 20/30(2006.01)C09K 17/02(2006.01)B09C 1/08(2006.01)(54)发明名称一种改性生物炭材料及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开了一种改性生物炭材料及其制备方法与应用。

它包括生物炭和修饰在所述生物炭表面的修饰剂；所述生物炭包括稻壳生物炭；所述修饰剂包括硫粉。

采用高温煅烧法制备所述生物炭材料包括如下步骤：在所述惰性气氛中，将所述生物炭的原料高温煅烧，然后自然冷却至室温，干燥，即得到所述生物炭材料。

本发明改性生物炭材料制备方法简单，其修复Hg污染土壤的能力提高；其作用条件温和、无二次污染。

权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 107185491 A 2017.09.22C N 107185491A1.一种改性生物炭材料，它包括生物炭和修饰在所述生物炭表面的修饰剂；所述生物炭包括稻壳生物炭；所述修饰剂包括硫粉。

2.根据权利要求1所述的改性生物炭材料，其特征在于：所述生物炭与所述修饰剂的质量比为0.5～100:1。

3.权利要求1或2所述的改性生物炭材料的制备方法，包括如下步骤：在惰性气氛中，将所述生物炭和所述修饰剂混合煅烧，即得到所述改性生物炭材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：以1～15℃min -1的速率加热至300～600℃进行所述煅烧；所述煅烧的时间为0.5～3h；所述生物炭采用高温煅烧法制备；所述惰性气氛为氮气氛和/或氩气氛。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910059518.5(22)申请日 2019.01.22(71)申请人 辽宁大学地址 110000 辽宁省沈阳市沈北新区道义南大街58号(72)发明人 包红旭　刘畅　朱佳文　赵峰　张欣　李良玉　张馨月　(74)专利代理机构 沈阳杰克知识产权代理有限公司 21207代理人 金春华(51)Int.Cl.B01J 20/20(2006.01)C02F 1/28(2006.01)C10B 53/02(2006.01)B01J 20/30(2006.01)C02F 101/20(2006.01)(54)发明名称一种改性植物型生物炭及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种改性植物型生物炭及其制备方法和应用，属于植物型生物炭领域。

本发明以一种杂草类植物——商陆为原材料，将商陆植物型生物炭依次经碱性溶液浸泡、恒温振荡、离心取沉淀物、土壤掩埋压实、高温焙烧、冷却干燥、去除杂质，研磨过筛得改性植物型生物炭。

本发明通过对植物型生物炭进行碱性高温改性，提高了对水体中重金属Cd的吸附效率，对重金属Cd 污染的水体具有良好的吸附效果，吸附率可达97.26％。

本发明的改性方法实施简单，材料价廉易得，且改性及应用过程对生态环境无毒害作用，为生物炭的改性提供一种简易，清洁的方法。

权利要求书1页 说明书5页 附图1页CN 109621901 A 2019.04.16C N 109621901A1.一种改性植物型生物炭，其特征在于：是将植物型生物炭依次经碱性溶液浸泡、恒温振荡、离心取沉淀物、土壤掩埋压实、高温焙烧、冷却干燥、去除杂质、研磨过筛得改性植物型生物炭。

2.根据权利要求1所述的一种改性植物型生物炭，其特征在于：所述植物型生物炭的制备方法是：取新鲜植物粉碎成2～4cm长的块状，于60～75℃下烘干12～16h；将烘干后的植物置于坩埚中，向坩埚中装满土壤，将植物掩埋压实；然后将坩埚放入电阻炉中，升温速率为20～40℃/min，升温至550～650℃，于550～650℃下炭化40～50min；将坩埚取出，快速置于装有干燥剂并隔绝空气的冷却室中，冷却干燥；去除土壤，所得产物，研磨过筛，得植物型生物炭。

专利名称：一种改性生物炭及其制备方法与应用
专利类型：发明专利
发明人：李海波,李赓,李英华,王丽欣,张宸溪,许佳宁,邓宁灿,张文馨
申请号：CN202011021223.8
申请日：20200925
公开号：CN112263994A
公开日：
20210126
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种改性生物炭及其制备方法与应用，所述改性生物炭以生物质为原料，通过与高锰酸钾及氯化铁混合改性进行炭化热解，制得负载铁锰氧化物的生物炭，并采用壳聚糖对生物炭进行改性后获得，所述原料为秸秆、稻草、稻壳、花生壳、玉米芯、油茶壳、棉籽壳中的一种；本发明制备的改性生物炭比表面积大、孔隙发达、表面含氧官能团多；本发明所述改性生物炭应用于处理重金属‑有机物的污染土壤，在促进对污染土壤中重金属和有机物的吸附的基础上，还能对重金属‑有机物有着良好的固化稳定化效果，同时，本发明所述改性生物炭材料能够长时间在土壤中稳定存在，具有修复的长期性。

申请人：东北大学
地址：110819 辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号
国籍：CN
代理机构：沈阳东大知识产权代理有限公司
代理人：徐笑阳
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生物炭基肥料的制备方法及其在农业中的应用研究进展生物炭基肥料是一种以生物炭为主要原料制成的肥料，其制备方法简单、成本低廉，且对土壤改良效果显著，越来越受到人们的关注。

本文将介绍生物炭基肥料的制备方法及其在农业中的应用研究进展。

一、生物炭基肥料的制备方法1. 原料选择生物炭基肥料的原料主要来自于农作物秸秆、木屑、竹子、废弃植物等，也可以利用城市生活垃圾、畜禽粪便等有机废弃物进行制备。

2. 炭化处理将原料进行炭化处理是制备生物炭基肥料的第一步。

炭化处理有两种方法，一种是采用传统的土坑炭化法，即将原料填满坑内，覆盖上一层泥土或石灰，然后点燃炭火，通风烧烤一段时间后即可得到生物炭；另一种是采用机械化的快速炭化法，即利用炭化设备对原料进行快速炭化处理，时间短、效率高。

3. 粉碎处理经过炭化处理后的生物炭需要进行粉碎处理，将其变成粉末状或颗粒状，以方便施用和吸附养分。

4. 配方加工根据作物的需求和土壤状况，确定生物炭基肥料的配方，将其与适当的营养元素进行混合加工，制成成品肥料。

1. 土壤改良生物炭基肥料可以改良土壤结构，增加土壤孔隙度，提高土壤保水能力，增强土壤透气性，减少土壤压实，改善土壤肥力，提高农作物的生长速度和产量。

2. 促进微生物活性生物炭基肥料中丰富的孔隙结构和大量的微量元素有助于微生物的生长繁殖，增加土壤微生物的多样性和数量，提高土壤微生物对有机质的降解能力。

3. 长效肥料生物炭基肥料对养分可以起到稳定缓释的作用，土壤中可释放出的养分时间较长，有利于减少养分的流失和排放，节约施肥成本，提高养分利用率。

4. 促进土壤团粒形成生物炭基肥料中的有机质对土壤中的铁、铝等物质起到黏结作用，有助于土壤团粒的形成，改善土壤通气性和透水性，有利于植物根系的生长和发育。

5. 减轻温室气体排放生物炭基肥料的制备和施用可以减少农业有机废弃物的焚烧，降低温室气体排放，同时还可以储碳和固碳，有助于缓解全球气候变化。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810866399.X(22)申请日 2018.08.01(71)申请人 湖南工业大学地址 412000 湖南省株洲市天元区泰山西路88号(72)发明人 曾广胜　谭益民　陈一　张勇　刘水长　罗学明　(74)专利代理机构 广州粤高专利商标代理有限公司 44102代理人 任重　冯振宁(51)Int.Cl.C05G 3/04(2006.01)A01G 22/22(2018.01)(54)发明名称一种生物炭基有机肥料及其制备方法与应用(57)摘要本发明提供一种生物炭基有机肥料的制备方法，具体步骤如下：将植物纤维制备成生物炭，将人畜粪便烘干粉碎处理，将生物炭与处理好的人畜粪便混合均匀，将混合物干燥处理后，再进行造粒、冷却、过筛，即得生物炭基有机肥料。

本发明提供的生物炭有机肥料以生物炭作为基质，合理制定配方，加入一定比例的人畜粪便，显著提高生物炭基有机肥的肥效，能增加农作物产量，在有机农业中具有广泛的应用前景。

且制备方法简单，科学合理，绿色环保，对环境友好，成本低。

权利要求书1页 说明书9页CN 109081756 A 2018.12.25C N 109081756A1.一种生物炭基有机肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.制备生物炭S11.对植物纤维进行预处理；S12.将步骤S11中处理好的植物纤维与甘油、石蜡和重柴油混合均匀；S13.将步骤S12中制备的混合物经螺杆挤出成型后，在高温下进行炭化处理，得生物炭；S2.将人畜粪便进行预处理，备用；S3.将步骤S1中制备的生物炭与步骤S2中处理后的粪便混合均匀，然后将得到的混合物进行干燥处理；S4.将步骤S3的混合物进行造粒，冷却、过筛，即得生物炭基有机肥料。

2.如权利要求1所述的生物炭基有机肥料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述植物纤维为禾本科植物秸秆纤维，包括有稻草、玉米杆或高粱杆中的一种或几种。

一种改性生物炭的制备方法
摘要：一种改性生物炭的制备方法,其包括如下步骤:1)取适量生物炭,加入浓硫酸和浓硝酸的混合液,搅拌一段时间后进行过滤,水洗,烘干,得到硝化生物炭;2)向步骤1)中得到的硝化生物炭中加入水和还原剂,搅拌后进行升温回流处理,待反应物冷却后进行过滤,水洗,烘干,即获得改性生物炭.本发明的方法简易,易于工业化生产,制得的改性生物炭与现有生物炭或类生物炭吸附剂技术相比,对重金属的吸附性能大大提高,且具有相当的稳定性,吸附后解吸再生并可以重复使用.
主权项：1.一种改性生物炭的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将颗粒状的生物炭置于化学反应釜中，并加入一定的水分，使生物炭的含水量保持在25-80％之间；(2)在反应釜中底部通入浓度为5-25mg/L的臭氧，使生物炭同臭氧保持充分接触，并保持反应条件：温度10-50度，压力为1-2个大气压；
(3)在反应30分-120min后，关闭通入臭氧，停止反应，经干燥，得到改性后的生物炭。

生物炭基肥料的制备方法及其在农业中的应用研究进展一、生物炭基肥料的制备方法1.1 原料选择生物炭的制备需要选用适当的原料，一般可选用秸秆、木屑、废弃农作物等生物质材料。

这些材料含有丰富的碳元素，经过高温热解后可转化为生物炭。

1.2 热解设备选择生物炭的热解需要选择适当的热解设备，目前较为常用的是生物质热解炉和生物质碳化炉。

这些设备能够提供高温环境，将生物质材料进行热解，生成生物炭。

1.3 热解工艺在热解过程中，要控制好热解温度和热解时间，一般热解温度控制在500-800摄氏度之间，热解时间约为1-2小时。

通过良好的热解工艺可得到质量较好的生物炭。

1.4 净化处理生物炭在制备完成后需要进行净化处理，以去除其中的杂质和有害物质。

常用的净化方法包括水洗、酸洗和碱洗等，以确保生物炭的质量和安全性。

2.2 促进植物生长生物炭基肥料中含有丰富的碳元素和微量元素，对植物生长有着良好的促进作用。

生物炭中的多孔结构能够吸附水分和养分，为植物的生长提供水分和养分的保障。

生物炭中的有机物质可以改善土壤环境，促进植物的根系生长，提高植物的抗逆性和产量。

2.3 促进土壤改良生物炭基肥料可以作为土壤改良剂使用，可以改善酸性土壤，调节土壤pH值，减轻土壤退化和酸化的情况。

生物炭中的有机物可以促进土壤的新陈代谢，促进土壤中有益微生物的繁殖，有利于土壤的生态平衡和土壤的可持续利用。

2.4 减少化肥使用生物炭基肥料可以作为有机肥料使用，能够提高土壤肥力和植物生长，减少对化学肥料的依赖。

生物炭具有吸附性能，能够吸附土壤中的有害物质和化学肥料残留物，减少土壤污染和环境污染的情况，为农业生产提供了一种环保型的肥料使用方式。

生物炭基肥料的制备方法及其在农业中的应用研究进展生物炭基肥料是一种以生物炭为主要成分的肥料，它具有良好的改良土壤和提高作物产量的特性。

生物炭基肥料的制备方法及其在农业中的应用研究进展备受关注，本文将从制备方法和农业应用两个方面进行介绍。

一、生物炭基肥料的制备方法1. 生物质原料的选择生物炭的制备原料主要包括秸秆、木屑、果壳、麦秆等农林业废弃物，以及畜禽粪便等有机废弃物。

选择合适的生物质原料是制备优质生物炭的第一步。

2. 碳化处理生物质原料经过碳化处理，即在无氧或低氧条件下进行热解或热解-裂化反应，生成生物炭。

碳化处理可以采用传统的炉灶烧制，也可以利用现代化的生物质能源设备进行高温煅烧。

3. 活性改性为了提高生物炭的吸附性能和改良土壤的效果，可以采用活性改性方法，如酸碱处理、表面改性等手段，增强生物炭的活性和吸附能力。

4. 复合配方将生物炭与有机肥料、无机肥料等合理配制成复合肥料，并根据作物的需求进行不同比例的混合制备。

5. 成品包装经过以上工艺处理后，生物炭基肥料成品可以根据不同的用途和需求进行包装，以便于储存和运输。

1. 改良土壤生物炭基肥料具有多孔性、吸附性和强大的微生物活性，可以改良土壤结构，增加土壤有机质含量和保水保肥能力，提高土壤肥力和生产力。

2. 提高作物产量通过施用生物炭基肥料，可以改善土壤的物理、化学和生物学性质，促进根系生长和养分吸收，提高作物产量和品质。

3. 保护环境生物炭基肥料可以有效吸附土壤中的重金属和有害物质，减少土壤污染和地下水污染，对环境具有良好的保护作用。

4. 节约资源生物炭基肥料的制备原料主要来源于农林废弃物和有机废弃物，可以有效地利用这些资源，实现资源的再生和循环利用。

5. 减少化肥使用生物炭基肥料具有优良的改良土壤和提高作物产量的特性，可以减少对化肥的依赖，降低农业生产成本，实现绿色可持续发展。

生物炭基肥料的制备方法和在农业中的应用研究进展为我们提供了一种绿色环保、高效节约的肥料选择，对于解决当前农业生产中的土壤质量问题、提高农产品质量和产量、保护环境资源等方面具有重要的意义。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910294219.X(22)申请日 2019.04.12(83)生物保藏信息CGMCC No.13540 2017.01.06(71)申请人 青岛农业大学地址 266000 山东省青岛市城阳区长城路700号(72)发明人 刘君　宋宁宁　王凯荣　宗海英　(74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569代理人 吕纪涛(51)Int.Cl.C01B 32/05(2017.01)C05G 3/00(2006.01)C05G 3/02(2006.01)C05G 3/04(2006.01)A01G 22/20(2018.01) (54)发明名称一种改性生物炭、生物炭基有机肥及其制备方法及其应用(57)摘要本发明提供了一种改性生物炭、生物炭基有机肥及其制备方法及其应用，属于有机肥技术领域。

改性生物炭将桃木渣粉碎、过筛，将得到的桃木渣粉和氧化石墨烯混合，在氮气保护下550～600℃热解2～3h，经高锰酸钾溶液浸泡后，在550～600℃下再次热解0.4～0.6h，水洗去除杂质制备得到。

生物炭基有机肥包括以下重量份的原料发酵得到：所述改性生物炭30～40份、牛粪60～80份、腐熟酒糟15～25份、花生壳粉10～20份、木醋液6～8份、甜菜糖蜜4～6份，胶红酵母发酵剂3～5份和复合纤维素酶0.08～0.12份。

生物炭基有机肥达到了养地、增产效果，同时原料易得且成本低廉、工艺先进，可规模化生产。

权利要求书1页 说明书12页CN 109835881 A 2019.06.04C N 109835881A1.一种改性生物炭，其特征在于，包括以下步骤制备得到：1)将桃木渣粉碎、过筛，得到桃木渣粉；2)将所述桃木渣粉和氧化石墨烯混合，在氮气保护下550～600℃热解2～3h，得到混合生物炭；3)用高锰酸钾溶液浸泡所述混合生物炭，在550～600℃下再次热解0.4～0.6h，得到改性生物炭粗品；4)将所述改性生物炭粗品水洗去除杂质，得到改性生物炭。