[發(fā)明專利]一種用于復合污染的綠色功能黏土修復材料的制備方法

在審

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• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112090393A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱宇恩;李華;李凌志;呂宸琛
• 申請（專利權(quán)）人: 山西大學
• 主分類號: B01J20/12
• 分類號: B01J20/12;B01J20/30;C02F3/34;B09C1/10;C02F101/30;C02F101/20
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 楊斌華

一種用于復合污染的綠色功能黏土修復材料的制備方法，屬于環(huán)境保護材料制備領(lǐng)域，可解決現(xiàn)有表面活性劑用于黏土改性造成的環(huán)境風險問題、成本高以及吸附性能不能保證的問題，本發(fā)明選擇兩性表面活性劑大豆卵磷脂和非離子型表面活性劑生化黃腐酸作為改性劑來修飾黏土，以實現(xiàn)對傳統(tǒng)化學合成表面活性劑的替代，并且二者的復配改性也提高了黏土的有機組分含量，在保留兩性修飾劑對重金屬吸附性能的前提下，生化黃腐酸的修飾增加了對有機污染物和重金屬的吸附性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境保護材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于復合污染的綠色功能黏土修復材料的制備方法。

背景技術(shù)

膨潤土、凹凸棒土、蛭石等黏土礦物因其來源廣、成本低、吸附性強、機械強度高以及環(huán)境影響較小等特點而被廣泛應用于水體、土壤中的污染物吸附以及降解菌劑負載等環(huán)境修復領(lǐng)域，但是黏土表面的親水性限制了其對有機污染物的修復效果，故此需要進行一定的疏水改性以提高材料對疏水性有機污染物的吸附，同時也進一步強化其吸附重金屬的能力，降低金屬毒性，緩解重金屬對有機污染物生物降解的抑制作用，進而提高材料對復合污染的修復效率。

目前黏土的表面改性主要使用表面活性劑作為改性劑，如CN111185474A公開了一種鉻污染土壤原位修復復合藥劑及其使用方法，其利用十四烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基溴化銨等烷基季銨鹽表面活性劑來對黏土礦物進行插層改性，在增大材料比表面積及孔體積的同時，也改變了表面電性，顯著增強材料對Cr(Ⅵ)的吸附性能；CN104437384A公開了一種復合改性膨潤土，其先后使用十六烷基三甲基溴化銨、磺化硫雜杯芳烴對膨潤土進行改性處理，利用改性劑對重金屬離子的選擇性絡(luò)合，以實現(xiàn)對水中重金屬的吸附去除；CN109569536A公開了一種改性膨潤土及其制備工藝，其利用十八烷基二甲基芐基氯化銨、聚丙烯酰胺等試劑對膨潤土進行改性修飾，所得改性膨潤土的層間距、比表面積和有機組分含量均增加，吸附能力也因此增強，有效提高廢水中COD的去除率。上述專利文獻中的改性處理能夠在一定程度上提高材料對污染物的吸附能力，但是所涉及到的表面活性劑多為十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基溴化銨等化學合成表面活性劑，當其隨修復材料進入土壤、水環(huán)境時，會對土壤微生物、水生生物等產(chǎn)生毒性作用，間接抑制污染物的降解，進而影響了修復效率，并且部分表面活性劑的降解性也相對較差，存在一定的環(huán)境風險，所以選擇環(huán)境友好的綠色改性劑來替代傳統(tǒng)的表面活性劑具有重要的環(huán)境意義。而CN108641681A 公開了一種改性凹凸棒石黏土顆粒作為溢油分散劑的制備方法，其選擇環(huán)境友好的生物表面活性劑如鼠李糖脂和槐糖脂作為改性劑，基于分子間相互作用制備出環(huán)境友好型的改性凹凸棒材料以作為溢油污染的分散劑；CN107445423A公開了一種原位修復難降解有機物污染底泥的覆蓋毯及其鋪設(shè)方法，其增溶層為鼠李糖脂改性蒙脫石混合活性炭的填料，鼠李糖脂改性后的蒙脫石對PCB、PAHs等難降解有機物親和性增強，有助于填料對目標污染物的增溶及吸附固定。上述雖然解決了傳統(tǒng)表面活性劑的環(huán)境風險問題，但是鼠李糖脂以及槐糖脂的生產(chǎn)成本較高，產(chǎn)量也相對較低，因而限制了改性材料的工業(yè)化生產(chǎn)。所以在關(guān)注改性劑的環(huán)境風險、改性效果的同時，也應該考慮其成本問題，以及是否適合大規(guī)模的批量化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有表面活性劑用于黏土改性造成的環(huán)境風險問題、成本高以及吸附性能不能保證的問題，提供一種用于復合污染的綠色功能黏土修復材料的制備方法。本發(fā)明選擇兩性表面活性劑大豆卵磷脂和非離子型表面活性劑生化黃腐酸作為改性劑來修飾黏土，以實現(xiàn)對傳統(tǒng)化學合成表面活性劑的替代，并且二者的復配改性也提高了黏土的有機組分含量，在保留兩性修飾劑對重金屬吸附性能的前提下，生化黃腐酸的修飾進一步增加了材料對有機污染物和重金屬的吸附性能，同時改性劑對微生物生長繁殖和代謝活性的促進作用以及其生物相容性也賦予了材料的功能性，其可用于微生物菌劑的負載，以進一步配合微生物實現(xiàn)有機物污染物的降解，另外改性黏土對重金屬的固定也將降低重金屬對環(huán)境中降解菌的毒性，進而緩解重金屬對有機污染物生物降解過程的抑制作用。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：