[發明專利]一種鐵基生物炭催化劑及污染土壤的氧化修復方法

在審

• 申請號: 201910636244.1
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110404539A
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 胡曉鈞;馬曉紅;孫遠;牛文珂
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;C09K17/02;B09C1/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 吳文濱

本發明涉及一種鐵基生物炭催化劑及污染土壤的氧化修復方法，鐵基生物炭催化劑的制備方法包括以下步驟：1)將花生殼粉末加入至可溶性鐵鹽溶液中，并進行攪拌，之后過濾并干燥，得到干燥樣品；2)將干燥樣品進行高溫煅燒，得到Fe₃O₄@生物炭催化劑；氧化修復方法為：以Fe₃O₄@生物炭為催化劑，以ClO₂為氧化劑，對工業場地多環芳烴污染土壤進行氧化修復。與現有技術相比，本發明制備出一種Fe₃O₄@生物炭催化劑，并基于該催化劑構建Fe₃O₄@生物炭/ClO₂土壤多環芳烴催化氧化新體系，實現工業場地多環芳烴污染土壤的氧化修復，能夠避免現有高級氧化體系的一些限制性因素，并克服工業場地土壤多環芳烴有效性差的困難，高效氧化工業場地多環芳烴，且對土壤無二次污染。

技術領域

本發明屬于工業場地有機污染土壤修復技術領域，涉及一種鐵基生物炭催化劑及污染土壤的氧化修復方法，尤其涉及一種Fe₃O₄/生物炭協同催化二氧化氯(ClO₂)氧化工業場地多環芳烴污染土壤的氧化修復方法。

背景技術

工業場地污染土壤由于濃度高、成分復雜、老化周期長、臨近住宅區等特點，已對周邊民眾身體健康和生存環境構成嚴重威脅。多環芳烴是工業場地土壤中來源最多、分布最廣的一類優先控制有機污染物，多數工業場地土壤中多環芳烴濃度已遠超污染控制標準值，并且由于多環芳烴強疏水性，其與土壤有機質和土壤礦物結合緊密，導致有效性差而難以去除。目前，多環芳烴污染土壤修復技術主要有熱脫附、固定/穩定化、化學淋洗、高級氧化、植物修復、微生物修復等。與其他修復技術相比，高級氧化法(AOPs)具有操作簡單、能效高、反應快速、能無選擇性氧化降解有機污染物等優點，已成為工業場地多環芳烴污染土壤修復技術的研究熱點之一。

通常，用于多環芳烴污染土壤修復的AOPs主要有Fenton氧化、活化過硫酸鹽氧化、O₃氧化和TiO₂光催化氧化體系等。其中，Fenton是研究較早的AOPs氧化體系，它由Fe²⁺與H₂O₂反應生成^●OH強氧化劑，能有效降低土壤中多環芳烴濃度，但為了維持Fe²⁺的活性以及^●OH的穩定生成，需調節土壤pH至2.8～3.0。過硫酸鹽體系通常在活化作用下生成^●OH和SO₄^●-等自由基氧化劑，能高效氧化土壤多環芳烴，但過硫酸鹽體系氧化過程中會生成硫酸鹽，修復場地中大量存在易腐蝕管道，還會引發二次污染。O₃和TiO₂光催化氧化體系也能產生氧化自由基，實現對有機污染物的降解，但O₃通常以氣體形式注入，只適用于孔隙大、滲透性好的土壤，且受土壤濕度影響大，而TiO₂體系則需要在紫外光照射下進行，氧化反應通常也只發生在表層土壤。因此，針對現有AOPs氧化體系存在的一些不利因素，有待于探求綠色高效的新型氧化體系。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種新型、綠色、高效的鐵基生物炭催化劑及工業場地多環芳烴污染土壤的氧化修復方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種鐵基生物炭催化劑的制備方法，該方法包括以下步驟：

1)將花生殼粉末加入至可溶性鐵鹽溶液中，并進行攪拌，之后過濾并干燥，得到干燥樣品；

2)將干燥樣品進行高溫煅燒，得到Fe₃O₄@生物炭催化劑。