[發明專利]用于水體和土壤中重金屬移除的可漂浮磁性中空材料的制備與應用

有效

• 申請號: 201710611743.6
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107398251B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 蔣剛彪;陳文照;劉永林;梁均華;曹飄楊;馬丹婷
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;B09C1/00;C02F101/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 崔紅麗;裘暉

本發明公開一種用于水體和土壤中重金屬移除的可漂浮磁性中空材料的制備及應用。本發明利用香蕉等芭蕉科干枯葉、玉米干枯葉、谷殼等農作廢棄物結合海藻酸鹽制備含有納米四氧化三鐵和納米氯化亞鐵的可漂浮磁性中空材料，并應用于水體和土壤中重金屬移除，不僅開拓了農作物廢棄物的資源化利用，為農民增收開辟新途徑，同時制得的納米氯化亞鐵和納米四氧化三鐵及優質的多孔生物炭材料具有高效的吸附重金屬能力，且通過帶有磁性和漂浮于水面上便于回收，從而移除水體和土壤中重金屬；本發明材料應用范圍廣泛，可用于城市或工業污水、河流、池塘、湖泊等重金屬污染的水體修復，也可用于水稻田、水生蔬菜田、綠化植物田等重金屬污染的土壤修復。

技術領域

本發明涉及一種用于水體和土壤中重金屬移除的可漂浮磁性中空材料的制備方法及應用，具體涉及納米金屬材料及高效生物炭吸附劑的制備方法，并應用于水體和土壤中的重金屬的移除治理，屬于納米材料和環境保護技術領域。

背景技術

近年來，我國重金屬污染河流、湖泊、耕地等事件頻發，嚴重危害生態環境，導致作物嚴重減產，同時，重金屬含量超標的糧食流入市場更是嚴重威脅人們健康！由于現代工業是發展，煤碳、礦物油的燃燒以及大量廢舊電子產品廢棄物的堆置等導致大量重金屬通過各種形式進入水體中，污染的水體流經之處，大部分重金屬停留在土壤和河流底泥中。當環境狀況發生特定變化時，底質中的重金屬形態將發生轉化并釋放造成水污染。據不完全統計，目前全國各大江河湖庫的底質重金屬污染率高達80％，受污染的耕地已達1000萬hm²，約占耕地總面積20％以上，其中鎘污染的耕地涉及11個省份和25個地區。每年因為重金屬污染造成的經濟損失達200億元，其中每年受重金屬污染的糧食達1200萬t。

重金屬具有難降解、易富積、毒性大等特點，對作物的生長、產量和品質都有非常大的危害，尤其是它易被作物吸收進入食物鏈，然而我國環境修復市場面臨著資金保障制度不健全、市場環境不利、修復技術不成熟等問題。因此水體和土壤重金屬污染的修復新產品、新技術的研發已經到了刻不容緩的關鍵時期。針對水體和土壤重金屬污染治理的艱巨性，如何運用新材料將水體和土壤重金屬移除，可以說是一條簡便快速易行的新路子。目前土壤修復的方法主要包括：客土法、換土法、蒸汽提取、固定化法、淋濾法、生物修復法等，但是這些方法都不能從根源上去除土壤中的重金屬。

目前為止，中國作為一個農業大國，香蕉種植面積巨大，其中香蕉種植面積已超過500萬畝，年產量已達1000萬噸，產生的香蕉葉的數量也是巨大的，并且每年都在擴大種植面積。中國玉米的種植面積已經達到4500萬畝，而中國是水稻播種面積居世界第二，已達4.5億畝了！以上這些農作物收成后通常把大量的香蕉葉、玉米葉、谷殼等農作物廢棄我進行堆積、焚燒等傳統辦法進行處理，造成嚴重的環境問題的同時也導致大量資源流失，沒有給農民帶了效益。如今利用過剩香蕉葉應用于農田等環境處理重金屬污染的報道尚未發現。

發明內容

為了克服現有技術的缺點與不足，本發明的目的在于提供一種用于水體和土壤中重金屬移除的可漂浮磁性中空材料的制備方法。本發明的目的是針對應用于水體或土壤中傳統處理重金屬的辦法無法從根源上移除重金屬的缺陷，提供一種用于水體和土壤重金屬移除的可漂浮磁性中空材料，施用于被重金屬污染的水體或土壤中，經過充分的混合、吸附，本發明材料將水體或土壤中重金屬吸附在材料表面和內部，本發明材料可以上浮于水面，利用其帶有的磁性和漂浮性能使用篩網回收處理，從而把水體或土壤中重金屬移除的作用。

本發明的另一目的在于提供通過上述制備方法制備得到的用于水體和土壤中重金屬移除的可漂浮磁性中空材料。

本發明的再一目的在于提供上述用于水體和土壤中重金屬移除的可漂浮磁性中空材料的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種用于水體和土壤中重金屬移除的可漂浮磁性中空材料的制備方法，包括如下步驟：

(a)將一定量的海藻酸鹽充分攪拌溶解于水中；