[發明專利]一種用于土壤重金屬治理的功能性緩釋微膠囊的制備與應用

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• 申請號: 201910067630.3
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109647874A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 張振強;黃志紅;楊燕群;肖選虎;黃迪;王彬彬
• 申請（專利權）人: 云南圣清環保科技有限公司
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了在一定條件下，以微晶纖維素為原料，海藻酸鈉為粘合劑，CaCl₂為固化液，納米零價鐵（nZⅥ）為芯材，制備緩釋微膠囊，用于土壤重金屬污染治理。纖維素本身具有一定的吸附性、同時纖維素含有三個游離醇羥基能與土壤中的重金屬離子發生作用，對土壤中重金屬離子產生絡合、離子交換作用；另外一方面，納米零價鐵具有較強的還原性，隨著環境對纖維素的降解，微膠囊的外殼慢慢的分解，芯材納米零價鐵慢慢進入土壤中，能有效鈍化土壤中重金屬；本發明應用簡單，不會產生二次污染，對土壤重金屬污染治理的發展有較深遠的意義。

技術領域

本發明涉及一種功能性緩釋微膠囊，屬于重金屬土壤修復技術領域，具體是一種微晶纖維素-納米零價鐵緩釋微膠囊的制備與應用。

背景技術

隨著人口的增長和工業化進程的加快，土壤與環境的保護及農業可持續發展成為當今世界人類面臨的重要課題。土壤重金屬污染物不但對土壤環境本身和農產品質量產生威脅，同時也將極大地影響人類和動物的健康。據統計，中國受重金屬污染耕地面積約2.0×10 ⁷ hm²，占耕地總面積的20%左右，重金屬污染治理已經迫在眉睫。一種綠色、無二次污染的土壤重金屬去除劑是目前環境修復領域的熱點與難點。

納米零價鐵（nZⅥ）因其比表面積大、反應活性強等優點被廣泛應用于各種重金屬、硝酸鹽、有機污染物等污染物的治理。但是由于其在有氧氣存在的條件下與重金屬反應的過程中，容易與氧氣發生反應生成鈍化層,且在使用過程中容易團聚，導致nZⅥ的反應活性大大降低。

微晶纖維素（MCC）是天然纖維素經酸水解后達到極限聚合度的一種白色粉末狀物質，具有尺寸小、流動性好、可降解等優點，同時天然纖維素基材具有多微孔、大比表面積、含大量羥基等特性，對重金屬具有較好的吸附性能。

海藻酸鈉是從海藻中提取的多糖類，具有獨特的凝膠性能，并且具有增稠、穩定、乳化、分散和成膜的能力，而且與大多數防腐劑、增稠劑和乳化劑具有良好的相容性，因而被廣泛地用于食品、醫藥等行業。當海藻酸鈉碰到Ca²⁺離子時，在離子移變作用下，Ca²⁺會將Na⁺置換出來，形成的海藻酸鈣凝膠既有強度性能，又有彈性性能。

目前纖維素負載各種基團、納米零價鐵接枝等研究較多，但是以微晶纖維素為原料，制備緩釋微膠囊的研究尚無。本發明以微晶纖維素為原料，海藻酸鈉為粘合劑，CaCl₂為固化液制備緩釋微膠囊，將納米零價鐵為芯材包裹其中，成功的解決了納米零價鐵在空氣中容易與氧氣發生反應等弊端，同時綜合了纖維素、納米零價鐵對重金屬的吸附、穩定鈍化等優點。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種用于土壤重金屬污染治理的功能性緩釋微膠囊。本發明制備的緩釋微膠囊針對土壤中的六價鉻具有較好的穩定鈍化作用，在自然環境作用下，緩釋微膠囊直接與污染土壤接觸，微膠囊緩緩的釋放出芯材納米零價鐵，讓其與土壤中重金屬發生反應，過程容易控制、無二次污染發生。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于土壤重金屬治理的功能性緩釋微膠囊的制備與應用，包括以下步驟：

（1）微晶纖維素溶液的制備：

a、預處理：將天然纖維素粉碎至1mm左右，加入適量蒸餾水微沸 3 h ，然后離心 10min ，抽濾，抽濾后濾渣加入1% NaOH溶液，其中料液比1:15，浸泡24h，用蒸餾水洗凈，備用，得到物料a；

b、將預處理物料a中加入5% HCl溶液中，其中料液比為1:15，微波40分鐘后，過濾離心得到物料b；

c、往物料b加入0.5% H₂O₂，其中料液比為1:15，在 70-80℃下，不斷攪拌、漂洗得到溶液c；