本发明涉及土壤净化及氢能，具体涉及一种从土壤中吸收重金属离子生物质衍生碳材料的制备方法和应用。
背景技术：
1、重金属污染主要包括重金属及其化合物对土壤的污染，这些污染是由于使用化肥、电子废物、杀虫剂、除草剂和工业废物处理造成的，据估计，在全球范围内，占地约200,000公顷的50,000多个地点受到重金属污染的影响，随着社会的不断发展，工业化和城市化势头强劲，生活水平不断提高，因此，土壤重金属污染的强度正在升级，传统的重金属污染土壤修复技术在一定程度上减轻了土壤中的重金属污染，但是它们具有明显的缺点，此外，传统方法通常无法完全提取紧密结合在土壤基质中的金属，污染物的清除可能需要提取大量的土壤，导致可用于农业或其他目的的土地减少，这些方法往往耗时，污染土壤的管理和修复过程都可能给工人带来健康风险。
2、目前，氢能因其来源广泛，燃烧放出的热量多，且燃烧产物是水，无毒害，具有高的能量密度，被公认为是二十一世纪的绿色清洁能源，是理想的能源替代品，在所有制氢手段中，电解水制氢因其产品纯度优、效率高、环保等优点而受到广泛关注，然而，在实践中，需要相当高的电压(通常>1.8v)来克服电解反应的活化障碍，阴极析氢反应(her)和四电子耦合阳极析氧反应(oer)途径的双电子转移导致较大的过电位，并大大降低了电解分解水动力学，因此，为了降低her和oer的活化能，并最大限度地降低过电位以提高能量转换效率，必须采用高效的电催化剂，目前，pt是her中最理想的催化剂，但贵金属pt基材料的稀缺性和高成本限制了其大规模应用，而生物质基碳因其环境友好、结构特性独特、稳定性高等优点引起了人们的极大兴趣，并引发了广泛的应用，生物质作为一种天然丰富的可再生资源，具有多样化的结构，是一种替代的可持续来源。
3、而实际农作物年产量约为146亿吨，生活或畜牧业废弃物量约为100亿吨，这些生物质通常被丢弃或直接焚烧处理，造成污染和紧迫的环境问题，能源利用率低。
4、综上所述，研发一种从土壤中吸收重金属离子生物质衍生碳材料的制备方法和应用，仍是土壤净化及氢能技术领域中急需解决的关键问题。
技术实现思路
1、针对现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种从土壤中吸收重金属离子生物质衍生碳材料的制备方法和应用。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
3、一种从土壤中吸收重金属离子生物质衍生碳材料的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、将植株移栽在被重金属污染的土壤中，正常种植培养两个月后得到含有重金属离子的植株；
5、s2、将含有重金属离子的植株进行清洗、冷冻干燥，得到保留原来组织结构干燥的植株；
6、s3、对冷冻干燥后的保留原来组织结构干燥的植株进行煅烧，冷却后得到碳化后的生物质衍生碳材料。
7、本发明进一步设置为：在步骤s1中，所述植株为东南景天、生菜、菠菜、韭菜、油菜中的一种。
8、本发明进一步设置为：在步骤s1中，所述重金属污染的土壤，主要为被cd离子、cr离子、pb离子、cu离子、ni离子中的一种或者几种污染的土壤，且所述重金属污染的土壤中的重金属离子污染水平为1～1000mg·kg－1，优选为1～200mg·kg－1。
9、本发明进一步设置为：在步骤s2中，在对含有重金属离子的植株进行冷冻干燥之前，需要使用去离子水对含有重金属离子的植株清洗三次。
10、本发明进一步设置为：在步骤s2中，所述冷冻干燥温度为-45～-55℃，真空压力为5～10pa，冻干时间为24～72h。
11、本发明进一步设置为：在步骤s3中，所述煅烧温度为400℃～700℃，升温速率为5℃/min，煅烧时间为120min。
12、一种从土壤中吸收重金属离子生物质衍生碳材料的制备方法得到生物质衍生碳材料，包括东南景天衍生碳材料、生菜衍生碳材料、菠菜衍生碳材料、韭菜衍生碳材料和油菜衍生碳材料。
13、本发明进一步设置为：所述生物质衍生碳材料可以在碱性电解水制氢中进行应用。
14、有益效果
15、采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下
16、有益效果：
17、(1)与现有技术相比，本发明的一种从土壤中吸收重金属离子生物质衍生碳材料的制备方法和应用得到生物质衍生碳材料，本发明通过将植株种植在重金属污染的土壤里，使植株吸收土壤里的重金属离子，再将吸收了重金属的植株冷冻干燥再煅烧制备成生物质衍生碳材料，通过创新生物质衍生碳材料的获取方法，其制备工艺简单，将这种生物质衍生碳材料作为碱性电解水制氢催化剂时，表现出较低的析氢过电位；
18、(2)该发明提出的生物质衍生碳材料，在净化土壤的同时将吸收了重金属离子的植株经过处理得到生物质衍生碳材料，生物质资源不仅得到了重复利用，而且将这种生物质衍生碳材料作为碱性电解水制氢催化剂时，在电解水制氢领域也表现出较好的性能，为生物质资源在新能源领域的高价值利用提供了重要的借鉴，表现出较好的创新性。
1.一种从土壤中吸收重金属离子生物质衍生碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种从土壤中吸收重金属离子生物质衍生碳材料的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述植株为东南景天、生菜、菠菜、韭菜、油菜中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种从土壤中吸收重金属离子生物质衍生碳材料的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述重金属污染的土壤，主要为被cd离子、cr离子、pb离子、cu离子、ni离子中的一种或者几种污染的土壤，且所述重金属污染的土壤中的重金属离子污染水平为1～1000mg·kg－1。
4.根据权利要求1所述的一种从土壤中吸收重金属离子生物质衍生碳材料的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，在对含有重金属离子的植株进行冷冻干燥之前，需要使用去离子水对含有重金属离子的植株清洗三次。
5.根据权利要求1所述的一种从土壤中吸收重金属离子生物质衍生碳材料的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所述冷冻干燥温度为-45~-55℃，真空压力为5～10pa，冻干时间为24～72h。
6.根据权利要求1所述的一种从土壤中吸收重金属离子生物质衍生碳材料的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，所述煅烧温度为400℃~700℃，升温速率为5℃/min，煅烧时间为120min。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种从土壤中吸收重金属离子生物质衍生碳材料的制备方法得到生物质衍生碳材料，其特征在于，包括东南景天衍生碳材料、生菜衍生碳材料、菠菜衍生碳材料、韭菜衍生碳材料和油菜衍生碳材料。
8.根据权利要求7所述的生物质衍生碳材料，其特征在于，所述生物质衍生碳材料在碱性电解水制氢中进行应用。
