本技术涉及一种基于伴矿景天的富锌生物炭及其制备方法和应用，该方法包括以下步骤:1)将伴矿景天进行烘干，粉碎，得到伴矿景天粉末；2)将处理后的伴矿景天粉末加入热解炉中，在无氧环境下进行热解，热解升温速率为8～12℃/min，热解温度为400～800℃，保温时间为40～80min；4)热解完的固体残渣随炉温一起冷却至室温，再进行研磨筛分，干燥后获得富锌生物炭粉末。与现有技术相比，本发明实现了对超富集植物内源重金属矿物的高效回收利用，制备的富锌生物炭对环丙沙星吸附容量达254.1mg/g，优于大多数常规锌盐改性生物炭。
背景技术
植物修复技术作为一种环境友好的土壤重金属修复技术，因其操作简便、成本较低等优势而备受关注。然而，在植物修复过程中产生的富集重金属的植物残渣若未得到妥善处理而直接排放到环境中，可能会导致土壤和水体中的污染物释放，进而对地下水和土壤等环境介质造成严重的二次污染。此外，伴矿景天作为典型富集Zn、Cd和Pd植物，其内部含有的重金属矿物以及生物质成分，均具有资源化潜力。若能处理得当，不仅能够解决环境污染问题，还可以将其变废为宝。
现有技术中，高温热解被认为是处理植物修复残渣的有效途径，在显著减容减量同时还能产生具有较高附加值的生物炭材料。此外，制备过程能有效的将重金属富集在生物炭中，是一种相对安全环保的处置方式。然而，生物炭中富集重金属的潜在释放风险，成为限制植物修复残渣生物炭进一步资源化利用的重要因素。
CN201910888640.3公开了一种超富集植物基生物炭及其制备方法与应用，将伴矿景天等超富集植物自然风干、粉碎以及500-800℃无氧热解，得到超富集植物基生物炭，并将所得超富集植物基生物炭应用在吸附固化重金属离子中。但该方法是在无氧氛围下进行矿石的火法冶炼，焚烧的过程会产生有害气体和粉尘，且制备过程的反应不仅包括热解，还涉及熔融、还原等反应，导致生成的生物炭中含有较多的杂质，影响生物炭的纯净度和质量。上述的生物炭材料存在制备过程繁琐、成本高昂的缺陷，不利于超富集植物的资源化利用，同时制备得到的生物炭材料主要针对重金属。
氟喹诺酮类抗生素因其广谱、高效、作用时间长且使用便捷，广泛应用于多种感染的治疗。然而，其在环境中的残留难以降解，大量的使用造成此类抗生素在环境中不断积累，高浓度的抗生素不仅影响水体生态，还导致抗生素耐药细菌和抗生素耐药基因的增加，造成全球公共卫生的重大隐患。
吸附是去除氟喹诺酮类抗生素的重要手段。生物炭作为一种由生物质热解产生的多孔碳材料，具有丰富的表面官能团、较大的比表面积和发达的孔隙结构，因此在吸附领域备受关注。通过物理、化学或生物改性手段可进一步提升生物炭的吸附性能。CN202410729884.8和CN201910549244.8提出了在生物炭上负载锌离子实现抗生素污染物高效去除的方法，但这些方法需要使用碱式碳酸锌和氯化锌等锌盐作为外源负载的原料，存在合成工艺复杂、制造成本较高以及潜在的重金属浸出风险等问题。因此，开发利用富含内源矿物质和有机成分的生物质原料制备生物炭，以实现低成本、高效去除污染物的目标具有重要意义。
实现思路