[發明專利]一種土壤有機殘留降解劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710600130.2
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107376188A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 張娟
• 申請（專利權）人: 張娟
• 主分類號: A62D3/17
• 分類號: A62D3/17
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 方琦

技術領域

本發明涉及土壤改良技術領域，尤其涉及一種土壤有機殘留降解劑及其制備方法。

背景技術

我國是農業生產大國，每年農藥和肥料的使用量巨大，而這些產品在施用的過程中有80%-90%的量進入土壤，散落在植物體和漂浮在空氣中的農藥、肥料成分，也會隨著雨水進入土壤，使得土壤受污染嚴重。農田土壤殘留農藥、肥料不僅導致農產品產量和品質降低，這些污染物被農作物吸收，通過食物鏈進入動物體內，引起中毒或多種人類疾病，土壤有機殘留還會隨著灌溉水進入地下水系或地表水系，引起水體污染和水生生物中毒。為降低農田土壤有機殘留的生態風險，需加速其降解。

二氧化鈦作為一種具有光催化能力的半導體材料，以其高化學活性、強氧化能力，同時具有無毒和高穩定性的優點受到了廣泛的關注。二氧化鈦粒子在能量大于其半導體能帶光子照射下會產生空穴，其對于環境中的有機污染物具有強烈的氧化降解能力，是凈化環鏡的優良功能材料。但是二氧化鈦在實際應用中存在兩個問題，一是二氧化鈦的禁帶較寬，只能吸收波長小于387nm的紫外光，而這部分光能僅占到達地面上太陽光能的4%，太陽能利用率很低，而人造紫外光源又具有耗電大、設備昂貴、穩定性差等缺陷，產業化前景不好，二是傳統粉末態二氧化鈦易產生顆粒團聚現象，影響光利用效率，綜合起來其應用受到極大限制。

鑒于此，本發明針對土壤有機殘留的降解問題，提出了高效利用二氧化鈦制備土壤有機殘留降解劑的方法。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種土壤有機殘留降解劑及其制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種土壤有機殘留降解劑，通過以下方法制備：

（1）將馬尾藻風干后破碎，將其與質量濃度為25%的苯磺酸溶液按質量比2-2.5：1混合，不斷攪拌并升溫至65℃，保持3-4小時，之后冷卻至室溫，過濾并烘干粉碎過40-50目篩，得顆粒料備用；

（2）將高嶺土與蛭石按質量比5-6：1混合后送入煅燒爐中煅燒，冷卻至室溫后取出粉碎為細粉備用；

（3）將向日葵盤洗凈后烘干粉碎，放入高溫爐中，在氮氣保護下加熱至700-800℃，炭化90-120分鐘，冷卻后取出粉碎，得到向日葵盤炭化料，將炭化料與1mol/L氫氧化鈉溶液按料液比1：4-5g/mL混合后浸漬30-40分鐘，再過濾取出后用水洗凈并烘干，得到活化的炭化料；

（4）將硼酸和鈦酸四丁酯按照0.5-0.6的硼鈦摩爾比混合后加入4-5倍于其體積的無水乙醇中，待其完全溶解后加入總體積7-8%的濃鹽酸溶液和20-22%的1%聚乙二醇溶液，攪拌均勻得混合液，在不斷攪拌下向混合液中依次加入活化炭化料和尿素，經超聲處理后將所得物料烘干后放置于高溫爐中加熱至550-600℃，焙燒100-120分鐘后冷卻，用水洗凈后烘干，得到固定化摻雜改性的二氧化鈦粉末備用；

（5）按重量比（25-26）：（16-18）：（2-3）分別將步驟1所得顆粒料、步驟2所得細粉以及步驟4所得二氧化鈦粉末混合攪勻，即得本發明有機殘留降解劑。

所述步驟2中煅燒的溫度為450-550℃，煅燒時間為150-180分鐘。

所述步驟4中混合液、活化炭化料、尿素的質量比為（15-18）：（4-5）：（6-7）。

所述步驟4中超聲條件為在400-450W功率下處理12-15分鐘。

所述的土壤有機殘留降解劑的使用方法為施用于土壤表層5-20cm深處，混勻即可，施加量為待修復土方質量的2-3%。

本發明的優點是：

本發明土壤有機殘留降解劑在使用二氧化鈦的基礎上，通過硼和氮之間的協同共摻雜，產生局部態能級，顯著加強其對可見光的吸收，減小二氧化鈦的禁帶寬度，使二氧化鈦在可見光范圍內能夠得到響應，提高太陽光的利用率；同時利用氫氧化鈉活化向日葵盤制備炭化料，令炭化料表面變成蜂巢狀結構，不僅為二氧化鈦進入到生物質炭內部提供了通道，有利于二氧化鈦的均勻負載，而且大大減輕了載體質量，實現了二氧化鈦的高效固定，解決了其易產生顆粒團聚的問題；將其應用于土壤有機殘留降解劑的制備中，通過穿透土壤表層的陽光的催化作用實現土壤內部農藥、肥料等有機殘留的降解，安全、高效，同時在原料選擇上無其他化藥的添加，保證了無二次污染的出現，馬尾藻、高嶺土等原料經處理后的添加也為土壤的自凈化能力提供了物質基礎，廣泛適用于各類污染土壤。

具體實施方式

一種土壤有機殘留降解劑，通過以下方法制備：