CN109847693A - 一种膨润土改性生物炭及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于化学工程与农业技术领域，本发明提供了一种膨润土改性生物炭，制备原料包括膨润土和农业废弃物粉末。膨润土中含有丰富的金属离子，起到催化剂的作用，能够加速农业废弃物粉末的催化裂解，同时改善了生物炭的微观物理结构；本发明提供的膨润土改性生物炭可以有效改善土壤的通透性，提高植物根部的自主呼吸能力，促进植物生长；而且本发明提供的制备方法操作简便，适宜工业化生产。

Description

一种膨润土改性生物炭及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及化学工程与农业技术领域，具体涉及一种膨润土改性生物炭及其制备方法和应用。

背景技术

西北地区土壤板结、干旱和土壤盐碱化是制约我国农业持续发展的重要因素。据调查，我国干旱半干旱地区总面积为455万平方千米，占国土总面积的47％。近年来，随着全球化肥使用量的不断增加，肥料过度使用造成农业危机不断加剧，还导致了一系列的环境污染、食品安全等问题。因此，充分利用西北地区本地资源与技术，开发一种改善土壤质量与提高作物生长的生物炭，改善土壤板结、盐碱化的问题，将对西北地区农业生产、经济增长及社会发展具有重要意义。

生物炭是生物有机材料(生物质)在缺氧或无氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物。既可作为高品质能源、土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体，因此，开发适应作物生长与改善土壤环境的生物炭，已成为提高土壤质量、缓解环境污染、发展可持续农业的有效途径之一。

目前大部分生物炭是只采用生物质裂解得到的，这类生物炭结构单一、有益元素保留少、孔结构不规则，同时，在裂解过程中产生的热解气体没有净化工序，易造成污染，极大地限制了生物炭在农业领域的大规模推广应用。如中国专利CN106276849A公开了一种生物炭材料的制备方法，利用香蕉皮、玉米秸秆、柚子皮、橘子皮等生物质进行微波加热制备生物炭材料，但明显的缺陷是该专利制备的生物炭结构、功能单一，有益矿物元素含量少，很难改善土壤的理化性质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种膨润土改性生物炭及其制备方法和应用，本发明提供的膨润土改性生物炭可以有效改善土壤的通透性，提高植物根部的自主呼吸能力，促进植物生长，且制备方法操作简便，适宜工业化生产。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种膨润土改性生物炭，制备原料包括膨润土和农业废弃物粉末。

优选地，所述膨润土与农业废弃物粉末的质量比为1:1～9。

优选地，所述膨润土为钠基膨润土、钙基膨润土和氢基膨润土中的一种或几种；所述膨润土的粒径为160～250μm。

优选地，所述农业废弃物粉末为棉花秸秆粉末、玉米秸秆粉末、玉米芯粉末或果壳枣木粉末；所述农业废弃物粉末的粒径为150～270μm。

本发明提供了上述技术方案所述生物炭的制备方法，包括以下步骤：

(1)将膨润土与农业废弃物粉末混合，得到混合料；

(2)将所述步骤(1)中混合料进行热解，得到膨润土改性生物炭。

优选地，所述步骤(1)中混合在搅拌条件下进行，所述搅拌的速度为400～700r/min，所述搅拌的时间为30～60min。

优选地，所述步骤(2)中热解在限氧气氛条件下进行，所述限氧气氛的真空度为0.05～0.1MPa。

优选地，所述步骤(2)中热解的温度为300～600℃，所述热解的时间为15～60min。

本发明还提供了上述方案所述的膨润土改性生物炭或上述方案所述制备方法制备得到的膨润土改性生物炭在土壤改良中的应用。

优选地，以质量百分数计，所述膨润土改性生物炭在土壤中的含量为5～10％。

本发明提供了一种膨润土改性生物炭，制备原料包括膨润土和农业废弃物粉末。一方面，膨润土含有丰富的金属离子起到催化剂的作用，能够加速农业废弃物粉末的催化裂解，同时改善生物炭的微观物理结构；另一方面，膨润土中具有铁、钙、镁、钾、钠等许多有益元素以及官能团，能够激活农业废弃物粉末中的含氧官能团，提高生物炭的离子交换性和吸附性；另外，本发明提供的膨润土改性生物炭能够高效的去除有机污染物。由实施例试验结果可知，在盐碱化板结土壤中加入5～10wt％的所述生物炭，可以有效改善土壤的通透性，提高植物根部的自主呼吸能力，促进植物生长，辣椒的发芽率为90.23～97.03％，平均根长为6.2～8.0cm，平均茎长为11.2～15.2cm，平均鲜重为2.4～3.46g，平均干重为0.18～0.25g，说明本发明提供的膨润土改性生物炭能够改良土壤，促进作物生长。

本发明提供了所述膨润土改性生物炭的制备方法，包括以下步骤：(1)将膨润土与农业废弃物粉末混合，得到混合料；(2)将所述步骤(1)中混合料热解，得到膨润土改性生物炭。采用本发明的制备方法能够增加生物炭的活性位点，提高活性炭的比表面积和阳离子交换量，许多植物必需营养元素会被膨润土负载在生物炭孔道和表面，这些将是植物的主要养分；而且本发明在热解过程中，清洁无污染，对热量的利用率高，加热均匀、加热速度快，更加节能，具有选择性加热和响应性及时的优点。另外，本发明提供的制备方法操作简便，适宜工业化生产。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的膨润土改性生物炭的扫描电镜图；

图2为本发明实施例2制备的膨润土改性生物炭的扫描电镜图；

图3为本发明实施例3制备的膨润土改性生物炭的扫描电镜图；

图4为本发明实施例5中添加实施例1～3制备的膨润土改性生物炭辣椒生长图，其中A为添加实施例1制备的膨润土改性生物炭辣椒生长图；B为添加实施例2制备的膨润土改性生物炭辣椒生长图；C为添加实施例3制备的膨润土改性生物炭辣椒生长图；

图5为本发明实施例5中添加对比例制备的生物炭辣椒生长图。

具体实施方式

本发明提供了一种膨润土改性生物炭，制备原料包括膨润土和农业废弃物粉末。在本发明中，所述膨润土与农业废弃物粉末的质量比优选为1:1～9，更优选为1:3～8，最优选为1:7。本发明将膨润土与农业废弃物粉末的质量比控制在上述范围，有利于提高生物质的炭化质量和效率。

在本发明中，所述膨润土优选为钠基膨润土、钙基膨润土和氢基膨润土中的一种或几种，更优选为钠基膨润土、钙基膨润土和氢基膨润土中的一种；所述膨润土的粒径优选为160～250μm，更优选为180～250μm，最优选为200～250μm。

在本发明中，所述农业废弃物粉末优选为棉花秸秆粉末、玉米秸秆粉末、玉米芯粉末或果壳枣木粉末，更优选为棉花秸秆粉末；所述农业废弃物粉末的粒径优选为150～270μm，更优选为180～270μm，最优选为200～270μm。

以C-O、C＝O、和活性位点的总数量为基准，本发明提供的膨润土改性生物炭优选包括C-O活性位点7.5～32.45％，C＝O活性位点17.5～35.11％，活性位点16～49.75％和活性位点17.5～41.12％；所述膨润土改性生物炭的平均孔径优选为3.5～9.6nm，孔容优选为0.02～0.1cm³/g，比表面积优选为23.00～120.78m²/g，阳离子交换量优选为8.95～24.34cmol/kg。本发明提供的膨润土改性生物炭具有多个活性位点，以及较高的比表面积和阳离子交换量，一方面能够负载植物生长必需的营养元素，有效促进种子发芽生根；另一方面可以有效吸附土壤中的重金属与农药，用作植物与土壤的平衡肥料；而且，膨润土改性生物炭的孔道结构能够为微生物提供存活场所，改善土壤微生态。

本发明提供了上述方案所述膨润土改性的制备方法，包括以下步骤：

(1)将膨润土与农业废弃物粉末混合，得到混合料；

(2)将所述步骤(1)中混合料进行热解，得到膨润土改性生物炭。

本发明将膨润土与农业废弃物粉末混合，得到混合料。本发明对所述膨润土的来源没有特殊的限定，采用市售商品即可。在本发明中，市售膨润土在使用前优选进行预处理，所述预处理优选包括依次进行的纯化、干燥和过筛。在本发明中，所述纯化优选是将膨润土与水混合后进行离心，所述膨润土与水的用量比优选为1g:40～100mL，更优选为1g:90～100mL，最优选为1g:100mL；所述离心的转速优选为1000～2000r/min，更优选为1200～2000r/min，最优选为2000r/min；所述离心的时间优选为15～30min，更优选为20～30min，最优选为25min。所述干燥优选是将离心后所得固体物料进行干燥；所述干燥的温度优选为85～105℃，更优选为90～100℃，最优选为100℃；所述干燥的时间优选为12～20h，更优选为12～18h，最优选为16h。本发明对所述过筛没有特殊的限定，以得到满足粒径要求的膨润土为准。

在本发明中，所述农业废弃物粉末优选是由农业废弃物经预处理后得到，所述预处理优选包括依次进行的切段、干燥、粉碎和过筛。在本发明中，所述切段优选是将农业废弃物原料切成2～4cm；所述干燥的温度优选为85～105℃，更优选为100℃；所述干燥的时间优选为35～65min，更优选为45～60min，最优选为60min；所述粉碎优选是采用粉碎机进行粉碎；本发明对所述过筛没有特殊的限定，以得到满足粒径要求的农业废弃物粉末为准。本发明以农业废弃物粉末为原材料，有利于环境保护和农业废弃物的再利用。

得到满足要求的膨润土和农业废弃物粉末后，本发明将所述膨润土与农业废弃物粉末混合，所述混合优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的速度优选为400～710r/min，更优选为500～705r/min，最优选为700r/min；所述搅拌的时间优选为30～60min，更优选为30～60min，最优选为45min。

在本发明中，所述混合优选在水中进行，得到悬浮液。在本发明中，所述膨润土与农业废弃物粉末的总质量与水的体积比优选为1g:5～35mL，更优选为1g:7～32mL，最优选为1g:12mL。本发明将膨润土和农业废弃物粉末在水中混合，有利于膨润土与农业废弃物粉末的充分混合，使得膨润土更多的负载在农业废弃物粉末上，有利于提高后续的热解效率。

得到悬浮液后，本发明优选将所述悬浮液进行静置、过滤、干燥、粉碎和过筛，得到混合料。在本发明中，所述静置优选在室温条件下进行，所述静置的时间优选为12～20h，更优选为17～20h，最优选为18h。本发明对所述过滤没有特殊的限定，采用本领域常规的过滤方式即可。在本发明中，所述干燥优选是将过滤所得固体混合物进行干燥；所述干燥的温度优选为85～105℃，更优选为90～100℃，最优选为100℃；所述干燥的时间优选为12～20h，更优选为12～18h，最优选为16h；所述粉碎优选采用粉碎机进行粉碎。

在本发明中，所述混合料的粒径优选为150～250μm，更优选为150～200μm，最优选为200μm。

得到混合料后，本发明将所述混合料进行热解，得到膨润土改性生物炭。在本发明中，所述热解优选在限氧气氛条件下进行，所述限氧气氛的真空度优选为0.05～0.1MPa，更优选为0.07～0.1MPa，最优选为0.08MPa。

在本发明中，所述热解时的升温速率优选为70～100℃/min，更优选为80～100℃/min，最优选为90℃/min；所述热解的温度优选为300～600℃，更优选为400～600℃，最优选为500℃；所述热解的时间优选为15～60min，更优选为15～40min，最优选为30min。

在本发明中，所述热解的加热方式优选为微波加热，具体是将所述混合料在微波反应器中进行微波加热，在本发明中，所述混合料与微波反应器的比例优选为1g:15～25mL，更优选为1g:15～20mL，最优选为1g:20mL；所述微波加热的功率优选为500～1000W，更优选为600～1000W，最优选为800W；所述微波加热的时间优选为15～60min，更优选为15～40min，最优选为30min。本发明采用微波加热技术加热膨润土和农业废弃物粉末的混合料，在加热过程中，膨润土具有高效的吸收微波性能，能够高效利用微波能，降低能量损耗，在3min内即可达到所需热解温度，而且在较低的微波功率下即可制备得到性能较好的膨润土改性生物炭。

在本发明中，所述热解的产物优选包括膨润土改性生物炭粗产物和热解气体。在本发明中，所述热解气体优选进行净化处理，具体为采用真空泵将热解气体抽出，然后通入到冷却水中。在本发明中，所述热解气体包括CO₂和SO₂，在净化处理时，能够有效去除CO₂、SO₂等组分，本发明将热解气体进行净化处理，能够避免对环境的污染。

得到膨润土改性生物炭粗产物后，本发明优选将所述膨润土改性生物炭粗产物过筛，得到膨润土改性生物炭。在本发明中，所述膨润土改性生物炭的粒径优选为0.3～1.5mm，更优选为0.5～1mm。本发明对所述过筛没有特殊的限定，以得到满足粒径要求的膨润土改性生物炭为准。

本发明提供了上述方案所述的膨润土改性生物炭或上述方案所述制备方法制备得到的膨润土改性生物炭在土壤改良中的应用。在本发明中，优选是将所述膨润土改性生物炭与土壤混合，所述膨润土改性生物炭的添加量优选为5～10wt％，更优选为5～7wt％，。本发明提供的膨润土改性生物炭具有优异的植物促生效果，能在种子发芽期和苗期提供蓬松的土壤环境，有效使种子发芽生根，可以有效吸附土壤中的重金属与农药，采用本发明提供的膨润土改性生物炭可以显著改善土壤环境，促进植物生长，能够用作植物与土壤的平衡肥料，解决传统膨润土改性生物炭功能单一的缺点。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

将棉花秸秆切成2～4cm，在100℃下烘干60min，用粉碎机粉碎干燥的棉花秸秆，过筛，得到200μm的棉花秸秆粉末；

将10g市售钠基膨润土与400mL水加入离心机中，在1200r/min的转速下进行离心20min，得到固体物料；然后将所述固体物质在100℃下烘干16h，过筛，得到200μm的钠基膨润土；

将10g棉花秸秆粉末与3g钠基膨润土加入到400mL水中，利用机械搅拌器在600r/min的转速下搅拌40min，得到悬浮液；然后将所述悬浮液进行静置12h，过滤，得到固体混合物，将所述固体混合物在100℃下烘干12h，得到块状固体；用粉碎机粉碎所述块状固体，过筛，得到150μm的混合料；

将10g混合料转移到石英管中，并置于200mL微波反应器中，将微波反应器抽真空至真空度为0.07MPa，然后在700W功率条件下进行微波加热30min，采用真空泵将热解气体抽出，然后通入到冷却水中；热解完毕后，将微波反应器自然冷却至室温，取出热解产物，过筛，得到尺寸为0.5～1mm的膨润土改性生物炭。

使用扫描电镜对所述膨润土改性生物炭进行观察，所得结果见图1，由图1可以看出，本发明提供的膨润土改性生物炭具有多孔结构，且孔道分布均匀。

实施例2

将棉花秸秆切成2～4cm，在100℃下烘干60min，用粉碎机粉碎干燥的棉花秸秆，过筛，得到200μm的棉花秸秆粉末；

将10g市售钙基膨润土与400mL水加入离心机中，在1500r/min的转速下进行离心15min，得到固体物料；然后将所述固体物质在100℃下烘干16h，过筛，得到200μm的钙基膨润土；

将10g棉花秸秆粉末与3g钙基膨润土加入到400mL水中，利用机械搅拌器在700r/min的转速下搅拌30min，得到悬浮液；然后将所述悬浮液进行静置12h，过滤，得到固体混合物，将所述固体混合物在100℃下烘干16h，得到块状固体；用粉碎机粉碎所述块状固体，过筛，得到150μm的混合料；

将10g混合料转移到石英管中，并置于200mL微波反应器中，将微波反应器抽真空至真空度为0.08MPa，然后在900W功率条件下进行微波加热20min，采用真空泵将热解气体抽出，然后通入到冷却水中；热解完毕后，将微波反应器自然冷却至室温，取出热解产物，过筛，得到尺寸为0.5～1mm的膨润土改性生物炭。

使用扫描电镜对所述膨润土改性生物炭进行观察，所得结果见图2，由图2可以看出，本发明提供的膨润土改性生物炭具有多孔结构，且孔道分布均匀。

实施例3

将棉花秸秆切成2～4cm，在100℃下烘干60min，用粉碎机粉碎干燥的棉花秸秆，过筛，得到200μm的棉花秸秆粉末；

将10g市售氢基膨润土与400mL水加入离心机中，在1800r/min的转速下进行离心15min，得到固体物料；然后将所述固体物质在100℃下烘干16h，过筛，得到200μm的氢基膨润土；

将10g棉花秸秆粉末与3g氢基膨润土加入到400mL水中，利用机械搅拌器在650r/min的转速下搅拌40min，得到悬浮液；然后将所述悬浮液进行静置16h，过滤，得到固体混合物，将所述固体混合物在100℃下烘干12h，得到块状固体；用粉碎机粉碎所述块状固体，过筛，得到150μm的混合料；

将10g混合料转移到石英管中，并置于200mL微波反应器中，将微波反应器抽真空至真空度为0.07MPa，然后在700W功率条件下进行微波加热30min，采用真空泵将热解气体抽出，然后通入到冷却水中；热解完毕后，将微波反应器自然冷却至室温，取出热解产物，过筛，得到尺寸为0.5～1mm的膨润土改性生物炭。

使用扫描电镜对所述膨润土改性生物炭进行观察，所得结果见图3，由图3可以看出，本发明提供的膨润土改性生物炭具有多孔结构，且孔道分布均匀。

对比例

将棉花秸秆切成2～4cm，在100℃下烘干60min，用粉碎机粉碎干燥的棉花秸秆，过筛，得到200μm的棉花秸秆粉末；

将10g棉花秸秆粉末转移到石英管中，并置于200mL微波反应器中，将微波反应器抽真空至真空度为0.07MPa，然后在700W功率条件下进行微波加热30min，采用真空泵将热解气体抽出，然后通入到冷却水中；热解完毕后，将微波反应器自然冷却至室温，取出热解产物，过筛，得到尺寸为0.5～1mm的生物炭。

实施例4

对实施例1～3制备得到的膨润土改性生物炭以及对比例制备得到的生物炭进行性能检测和有益元素测定，其中有益元素测定采用等离子发射光谱仪进行检测，结果见表1～2。

表1性能检测结果

由表1可以看出，本发明提供的膨润土改性生物炭活性位点显著增加，且具有较好的导电率，较高的阳离子交换量和比表面积，有利于改良土壤环境。

表2有益元素含量检测结果

由表2可以看出，本发明提供膨润土改性生物炭中含有多种有益元素，有利于促进植物生长。

实施例5

将10g实施例1制备的膨润土改性生物炭与200g盐碱化板结土壤混合均匀，转移至小花盆中，在每个花盆中埋入10颗辣椒种子，再将花盆置于发芽盒中，在湿度为60％条件下，生长50天，得到的辣椒生长图见图4A；

将实施例2制备的膨润土改性生物炭采用上述相同的方法，培育辣椒，所得辣椒生长图见图4B；

将实施例3制备的膨润土改性生物炭采用上述相同的方法，培育辣椒，所得辣椒生长图见图4C。

将对比例制备的生物炭采用上述相同的方法，培育辣椒，所得辣椒生长图见图5。

对添加实施例1～3制备的膨润土改性生物炭以及对比例制备的生物炭培育的辣椒发芽率、生长指标和生理指标进行检测，所得结果见表3。

表3辣椒生长情况

	发芽率(％)	平均根长(cm)	平均茎长(cm)	平均鲜重(g)	平均干重(g)
						对比例	85.43	5.56	10.73	1.89	0.16
实施例1	90.23	6.20	11.20	2.40	0.18
						实施例2	91.56	6.40	13.20	2.60	0.21
实施例3	97.03	8.00	15.20	3.46	0.25

由图4～5和表3可以看出，将本发明提供的膨润土改性生物炭加入到盐碱化板结土壤中，能够得到生长茂盛的植物，说明本发明提供的膨润土改性生物炭有利于植物生长。

实施例6

以5wt％乙醇溶液为溶剂，以阿特拉津原药粉末为溶质，分别配制阿特拉津浓度为5mg/L、10mg/L、15mg/L和20mg/L的模拟阿特拉津污染水体，调节pH值为6.5～7.5，呈中性；然后将0.01g生物炭加入到100mL上述模拟阿特拉津污染水体中，在摇床中搅拌12h，转速为150r/min,，利用UV-75N紫外可见分光光度计测定生物炭对模拟阿特拉津污染水体中阿特拉津的吸附量；其中生物炭为实施例1～3制备的膨润土改性生物炭以及对比例制备的生物炭；阿特拉津标准曲线的制备方法为：准确称取0.0250g阿特拉津原药粉末溶于5wt％的乙醇溶液中，待全部溶解后，将溶液定容至1000mL，以此溶液为母液，按比例配制标准液，蒸馏水为空白对照，用UV-75N紫外可见分光光度计，在最大波长为222.5nm处以测得阿特拉津溶液的吸光度，得标准曲线：C₁＝0.1673A₁+0.0243，R²＝0.9992；生物炭对阿特拉津的吸附效果见表4；

以5wt％乙醇溶液为溶剂，以萘原药粉末为溶质，分别配制萘浓度为5mg/L和15mg/L的模拟萘污染水体，调节pH值为6.5～7.5，呈中性；然后将0.01g生物炭加入到100mL上述模拟萘污染水体中，在摇床中搅拌12h，利用UV-75N紫外可见分光光度计测定生物炭对模拟萘污染水体中萘的吸附量；其中生物炭为实施例1～3制备的膨润土改性生物炭以及对比例制备的生物炭；萘标准曲线的制备方法为：准确称取0.0250g萘原药粉末溶于5wt％的乙醇溶液中，待全部溶解后，将溶液定容至1000mL，以此溶液为母液，按比例配制标准液，蒸馏水为空白对照，用UV-75N紫外可见分光光度计，在最大波长为219nm处以测得萘溶液的吸光度，得标准曲线：C₂＝0.642A₂-0.0030，R²＝0.9994；生物炭对萘的吸附效果见表4；

以5wt％乙醇溶液为溶剂，以菲原药粉末为溶质，分别配制菲浓度为5mg/L和15mg/L的模拟菲污染水体，调节pH值为6.5～7.5，呈中性；然后将0.01g生物炭加入到100mL上述模拟菲污染水体中，在摇床中搅拌12h，利用UV-75N紫外可见分光光度计测定生物炭对模拟菲污染水体中菲的吸附量；其中生物炭为实施例1～3制备的膨润土改性生物炭以及对比例制备的生物炭；菲标准曲线的制备方法为：准确称取0.0250g菲原药粉末溶于5wt％的乙醇溶液中，待全部溶解后，将溶液定容至1000mL，以此溶液为母液，按比例配制标准液，蒸馏水为空白对照，用UV-75N紫外可见分光光度计，在最大波长为237nm处以测得菲溶液的吸光度，得标准曲线：C₃＝0.2939A₃+0.0065，R²＝0.9997；生物炭对菲的吸附效果见表4。

表4生物炭对阿特拉津、萘和菲的吸附效果

由表4可以看出，本发明提供的膨润土改性生物炭能够高效吸附阿特拉津、萘和菲，说明本发明提供的膨润土改性生物炭能够有效的去除有机污染物。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种膨润土改性生物炭，其特征在于，制备原料包括膨润土和农业废弃物粉末。

2.根据权利要求1所述的膨润土改性生物炭，其特征在于，所述膨润土与农业废弃物粉末的质量比为1:1～9。

3.根据权利要求1或2所述的膨润土改性生物炭，其特征在于，所述膨润土为钠基膨润土、钙基膨润土和氢基膨润土中的一种或几种；所述膨润土的粒径为160～250μm。

4.根据权利要求1或2所述的膨润土改性生物炭，其特征在于，所述农业废弃物粉末为棉花秸秆粉末、玉米秸秆粉末、玉米芯粉末或果壳枣木粉末；所述农业废弃物粉末的粒径为150～270μm。

5.权利要求1～4任一项所述膨润土改性生物炭的制备方法，包括以下步骤：

(1)将膨润土与农业废弃物粉末混合，得到混合料；

(2)将所述步骤(1)中混合料进行热解，得到膨润土改性生物炭。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合在搅拌条件下进行，所述搅拌的速度为400～700r/min，所述搅拌的时间为30～60min。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中热解在限氧气氛条件下进行，所述限氧气氛的真空度为0.05～0.1MPa。

8.根据权利要求5或7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中热解的温度为300～600℃，所述热解的时间为15～60min。

9.权利要求1～4任一项所述的膨润土改性生物炭或权利要求5～9任一项所述制备方法制备得到的膨润土改性生物炭在土壤改良中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，以质量百分数计，所述膨润土改性生物炭在土壤中的含量为5～10％。