[發明專利]一種多功能土壤重金屬污染物吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202010468998.3
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111569837B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 劉俊;成亮;徐來
• 申請（專利權）人: 南京瑞奇澳環保科技有限公司
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;B09C1/00
• 代理公司: 南京佰騰智信知識產權代理事務所(普通合伙) 32509
• 代理人: 胡麗華

本發明公開了一種多功能土壤重金屬污染物吸附劑及其制備方法，涉及重金屬吸附技術領域。本發明所述吸附劑制備方法包括以下步驟:鋸末或木屑粉加水制木粉懸濁液，加入溶解有TEMPO的水溶液，進行催化氧化反應，加入溶解有三聚氰胺的甲醛溶液，進行接枝及胺化反應，加入苯酚，進行酚化反應，加入環氧氯丙烷，進行交聯反應，再混入活性污泥，加入聚醚多元醇、甘油、催化劑、發泡劑和水，高速攪拌進行初步發泡，再加入甲苯二異氰酸酯，高速攪拌進行聚氨酯發泡；靜置固化后熟化干燥，制得吸附劑。本發明所述吸附劑的原料來源綠色環保，無毒無害，高效吸附污染土壤中重金屬離子，同時兼具吸水保水，并可對土壤微生物環境進行調節。

技術領域

本發明涉及重金屬吸附技術領域，具體涉及一種多功能土壤重金屬污染物吸附劑及其制備方法。

背景技術

水土資源是人類賴以生存和發展的基礎。但是自從人類工業化快速發展開始，土壤污染問題日益加劇，對人類生存和發展造成了極大的危害。其中工業固廢和生活垃圾填埋或焚燒、采礦和冶金工業廢水廢氣排放直接或間接導致了土壤重金屬污染。重金屬污染直接造成土壤-地下水雙重污染，可對人和動物產生致畸、致癌和致突變作用。因此土壤重金屬污染的高效經濟治理刻不容緩。

吸附法利用吸附材料高比表面積、表面能，以及豐富的表面功能基團通過物理吸附或化學交換作用而將重金屬離子去除的方法。吸附法是比較經濟有效的土壤重金屬污染物穩定吸附技術，具有污染物去除效率高、能耗低、操作簡單、成本低的優勢。常用的土壤重金屬污染物吸附劑有無機礦物材料(如，硅藻土、膨潤土、沸石及分子篩等)，有機生物質材料(如，木質纖維素、木屑、稻殼、秸稈等)，碳質吸附材料(如，活性炭、碳納米管、石墨烯、有序介孔碳材料等)，合成樹脂及合成多孔材料(如，酚醛樹脂、聚丙烯腈、聚乙烯亞胺、介孔硅酸鋁、季銨鹽纖維素納米纖維)。然而，現有的土壤重金屬污染物吸附劑，存在吸附容量低、吸附速度慢、吸附選擇性差、吸附擴散和脫附再生性能差、孔隙結構無規則且不可控、吸附工藝復雜、成本高昂、功能單一等缺陷和不足，不利于實際應用。

發明內容

為了解決上述存在的問題，本發明提出一種多功能土壤重金屬污染物吸附劑及其制備方法，本發明所述吸附劑具有原料來源綠色環保，無毒無害，高效吸附污染土壤中重金屬離子，同時兼具吸水保水，并可對土壤微生物環境進行調節等優點，可對工業固廢和生活垃圾填埋、以及采礦和冶金工業污染土壤發揮重金屬吸附、土壤改良等多種功能。

為了實現上述目的，本發明采用以下方案，

一種多功能土壤重金屬污染物吸附劑制備方法，基于生物質吸附材料結合聚氨酯發泡體系制備網絡互穿土壤重金屬污染物吸附劑的制備方法，包括以下步驟:

(1)鋸末或木屑粉加水制成木粉懸濁液，再加入溶解有TEMPO的水溶液，經催化氧化反應得漿料1；

(2)將漿料1加入溶解有三聚氰胺的甲醛溶液，經接枝及胺化反應得到漿料2；

(3)將苯酚加入到漿料2中，經酚化反應得漿料3；

(4)將環氧氯丙烷加入漿料3，經交聯反應后，再混入活性污泥，得漿料4；

(5)將聚醚多元醇、甘油、催化劑、發泡劑和水加入漿料4，高速攪拌進行初步發泡，再加入甲苯二異氰酸酯，高速攪拌進行聚氨酯發泡；

(6)靜置固化后熟化干燥，制得吸附劑。

進一步地，步驟(1)中，所述木粉懸浮液中，每40升水添加鋸末或木屑粉1千克；所述鋸末或木屑粉為60目，水為蒸餾水；所述溶解有TEMPO的水溶液中，每10升水添加25-50克的溴化鈉、5-10克的TEMPO；所述TEMPO即為2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物，水為蒸餾水；所述催化氧化反應中，所述木粉懸浮液的用水體積和溶解有TEMPO的水溶液的用水體積比為4:1。