[發明專利]一種重金屬吸附劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201110302519.1
• 申請日: 2011-10-09
• 公開（公告）號: CN102389776A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 侯梅芳;唐小燕
• 申請（專利權）人: 廣東省生態環境與土壤研究所
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62;B09C1/08;C02F103/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

本發明涉及重金屬污染環境修復的技術領域，具體涉及一種重金屬吸附劑及其制備方法和應用。

背景技術

重金屬廢水是指礦冶、機械制造、化工、電子、儀表等工業生產過程中排出的含重金屬的廢水。通常采用一些方法將廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變成不溶的金屬化合物或元素，經沉淀和上浮從廢水中去除，如中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分離法、電解沉淀(或上浮)法、隔膜電解法等；還有將廢水中的重金屬在不改變其化學形態的條件下進行濃縮和分離，如反滲透法、電滲析法、蒸發法和離子交換法等。這些方法均具有各自的優點和局限性。?

土壤中的重金屬由于其本身的不可降解性，但又可能向水體和植物遷移，容易被農作物富集，降低農產品品質，并通過食物鏈危害人類的身體健康。因此，土壤中的重金屬是一類潛在危害性很大的污染物。從治理結果的角度看，土壤重金屬污染治理分為重金屬污染控制和重金屬污染修復兩類技術；從是否涉及生命體系而言，又分為生物技術和非生物技術，通常生物技術主要包括微生物技術和植物修復技術，非生物技術主要是物理化學技術。

污染控制技術主要集中在兩方面：一方面是固定化，主要利用物理化學手段或微生物等手段來改變重金屬的形態價態，使重金屬形成不溶性或移動性差、毒性小的物質而降低其在土壤中的生物有效性，減少其向水體和植物及其它環境單元的遷移，實現污染土壤的重金屬污染控制；另一方面是篩選低積累或不吸收重金屬的作物，或者通過葉面噴施藥劑、根際施肥等其他手段妨礙作物吸收重金屬，從而防止重金屬沿食物鏈危害人體健康。但當土壤pH、植物根系或微生物分泌物、有機質和溶解性有機碳含量等因素改變，可能將固定態重金屬轉化為植物容易吸收的可交換態重金屬，對植物造成危害；盡管玻璃化技術可很大程度上避免重金屬再度活化，但其極大地改變了土壤理化性質，使其不宜耕種。篩選低積累或不吸收重金屬的作物往往由于耗時長、新作物品種生物量小等因素而影響生產，同時農產品品質以及經濟價值不能確定且大面積推廣應用也受很大限制；至于葉面或根際噴施藥劑等手段來妨礙作物吸收重金屬也只能某種程度上暫時發揮作用，而農作物輪作改變品種之后的效果不明且藥劑對作物產量及品質等方面的影響很少有人提及，同時重金屬仍存在于土壤中。土壤中的重金屬不固定則會遷移污染地下水等其他環境，而固定下來又容易活化，因此重金屬的污染控制技術不能從根本上治理重金屬污染，從而相應技術的推廣應用受限。

污染修復技術主要有客土換土、淋洗、萃取、熱處理、植物修復、電動修復等方法。客土換土法主要是指通過深翻到土壤底層、或在污染土壤上覆蓋清潔土壤、或將污染土壤挖走換上清潔土壤等方法；換土法能夠有效地將污染土壤與生態系統隔離，從而減少它對環境的影響；但是該方法因為工程量大，費用高，只適宜用于小面積的、土壤污染嚴重的狀況；同時，不能將污染物質取出也會對環境產生一定風險。利用化學或生物試劑來增強重金屬在土壤中的移動性，并通過洗脫的方式將淋洗液集中處理，從而可將重金屬從土壤中有效去除，達到清潔土壤的目的；被經常使用的化學試劑包括有EDTA，DTPA，無機酸、小分子有機酸和表面活性劑等；但淋洗技術只能去除土壤中可以被淋洗劑溶解的重金屬,?在粘質土壤上的應用效果較差,?在淋洗劑的作用下土壤的肥力性質可能變劣。萃取或熱處理方法目前僅適用于汞污染或有機污染土壤的修復。植物修復則耗時長，同時一般超累積植物生物量小且植物殘體的處理也比較麻煩。

總的來說，水環境及土壤重金屬污染控制和污染修復的各種技術均存在各自的優勢和局限性，需根據處理的對象、處理的場所以及相關的環境條件因地制宜選擇相應的污染治理措施。

中國專利文獻申請號200610023576.5公開了一種同時脫除氯化氫和汞蒸氣的吸附劑的制備方法，是將膨潤土懸浮液和十六烷基三甲基溴化銨混合，加入十二胺和聚已烯醇再混合，然后加入正硅酸乙酯得到沉淀，將沉淀物經干燥得到粉體，粉體浸泡在氯化鎂、四氯化鈦和氯化鋁的混合溶中靜置24小時，滴加過量的稀氨水進行反應,最后將產物干燥,經300～600℃退火制得所述吸附劑。制備的吸附劑能夠同時脫除氯化氫和汞蒸氣。

中國專利文獻申請號200610050424.4公開了一種印染/染料廢水的處理方法，是在每升印染/染料廢水中加入0.001g~0.1g陽離子表面活性劑，再加入0.25g~2.5g天然膨潤土，攪拌反應0.5~2小時即可。所述陽離子表面活性劑包括十六烷基三甲基溴化銨等。用該方法處理廢水后的膨潤土能夠重復利用。

發明內容

本發明的目的在于根據現有技術中的上述不足，提供一種重金屬吸附劑，可適用于污染水體、污染土壤等多種環境。