[發明專利]一種重金屬污染修復劑及制備方法

在審

• 申請號: 202010846769.0
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112076727A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 袁孝康;陳華林;周江敏;陶月良;楊旭
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;C09K17/40;C02F1/28;B09C1/08;C02F101/20;C02F101/22
• 代理公司: 溫州共信知識產權代理有限公司 33284
• 代理人: 傅敏華

本發明涉及一種重金屬污染修復劑的制備方法，包括如下步驟，將蒙脫石置于具有水的燒杯中，進行超聲波分散和攪拌，獲得蒙脫石懸浮液；將氧化石墨烯置于具有水的燒杯中，進行超聲和攪拌，獲得氧化石墨烯懸浮液；將蒙脫石懸浮液置于超聲裝置中，在超聲和攪拌條件下，加入氧化石墨烯懸浮液；添加陽離子表面活性劑，進行超聲和攪拌，0.5?3h后，關閉超聲，繼續攪拌至粘結；將粘結物靜置后，對其進行固液分離、洗滌得到濾餅，濾餅冷凍干燥后得到粉末狀的修復劑；本發明還涉及一種重金屬污染修復劑，由上述步驟制備。本發明提供的修復劑，可以高效處理土壤和水體多種重金屬污染，見效快，且不會改變土壤原有理化性質，易從水體中回收，循環利用，無二次污染。

技術領域

本發明涉及環境材料及環境治理技術領域，特別是指一種重金屬污染修復劑及制備方法。

背景技術

隨著工業生產的迅猛發展，對礦產資源的開發，重金屬污染問題已成為最常見、最廣泛的污染問題，一直是國內外研究熱點之一，其中，土壤重金屬Pb²⁺和Cr⁶⁺是具有潛在的致癌性和致突變性且長期穩定存在于環境中的污染物。當前，我國受Cr、Pb污染的耕地面積約2000×104公頃，受污染糧食多達1200×104噸，經濟損失至少達200×108元；另一方面，中國地質調查局相關專家稱全國有90%的地下水都遭受了不同程度的污染，其中60%污染嚴重，部分為重金屬Pb²⁺和Cr⁶⁺污染，對人體的健康造成巨大的威脅，重金屬污染的治理與修復已經迫在眉睫。目前，對于土壤重金屬的修復方法主要有淋洗法、穩定化法、電動修復、客土法和生物修復等方法；對于水體重金屬修復方法包括化學沉淀法，吸附法，離子交換法，電化學處理法和植物修復法等。其中，美國環境保護局推薦，穩定化法是修復土壤重金屬污染的最有效、最經濟的一類方法；吸附法是修復水體重金屬污染最有效的技術之一，具有成本低，操作簡單，去除Cr⁶⁺、Pb²⁺效率高的特點。但是，傳統的土壤重金屬穩定化劑對土壤理化性質有一定的影響，容易造成過酸過堿、水體富營養化等二次污染，無法高效的處理高污染土壤，以及見效慢、成本高等缺點；傳統的水體重金屬吸附劑也很痛相似的缺點，如容易造成二次污染、效率低和見效慢等缺點，而且，很多吸附劑難以中回收，更無法再生利用，不僅造成二次污染，而且成本高。

蒙脫石，作為一種天然吸附劑，是一種由顆粒極細的含水鋁硅酸鹽構成的具有高陽離子交換容量和可擴展性的層狀硅酸鹽粘土礦物，具有機械穩定性高、分散懸浮性好、空隙率大、離子交換性和吸附性強等特點，用于土壤重金屬污染修復具有不改變土壤結構、不破壞生態等優點，而廣泛存在于土壤和環境當中。但蒙脫石類材料對重金屬離子的穩定存在一定限值，對較高污染程度的重金屬污染土修復效果不佳，更無法同時處理多種重金屬，尤其是蒙脫石表面大量的陽離子，使其對重金屬陰離子Cr⁶⁺吸附效果很差；且修復后土壤浸出毒性和水體重金屬含量也不能達到相關標準的要求，如果只通過增加鈍化劑摻量的方法必然會使成本大大增加。

氧化石墨烯，由于其具有獨特的物理化學特性，例如巨大的比表面積——2630㎡/g，遠遠超過了生物炭的比表面積，可有效去除多種重金屬，同時還有其功能基團可以用作被修改的反應點以實現不同的功能，因此，氧化石墨烯的膠體分散體通常用于制造吸附劑用于廢水處理。然而，氧化石墨烯在化學反應中的聚集對其吸附性能具有顯著的不利影響，且具有高親水性和表面活性，在水中易分散，即使吸附污染物后，也很難跟水溶液分離，還可能從土壤中轉移到地下水中，攜帶吸附的重金屬造成二次污染。

因此，開發出一種新型重金屬污染修復劑尤為重要。

發明內容

本發明的一種目的：為了克服現有技術的缺陷，本發明提供了一種重金屬污染修復劑的制備方法，所制出的修復劑環境適應性強，可以作用在水里做吸附劑，還可作用在土里做鈍化劑，克服蒙脫石對重金屬陰離子Cr⁶⁺修復效果不佳的問題，同時能解決氧化石墨烯在水體中易分散、難回收和造成二次污染的問題。