[發(fā)明專利]一種吸附降解場地異味物質(zhì)的膨潤土復(fù)合材料的制備方法及應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112316893B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張猛;馮美云;林匡飛;陳秀榮;徐仲均;張婷婷;史儀;白雪
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: B01J20/12
• 分類號: B01J20/12;B01J20/04;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京盛詢知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11901
• 代理人: 陳巍

本發(fā)明公開了一種吸附降解場地異味物質(zhì)的膨潤土復(fù)合材料的制備方法及應(yīng)用。本發(fā)明采用有機改性劑與殼聚糖對膨潤土進行插層改性，在獲得改性膨潤土后，利用原位反應(yīng)工藝，以氯化鈣和過氧化氫為制備原材料，堿性條件下通過陽離子表面活性劑的促進作用，在膨潤土層狀結(jié)構(gòu)間原位生成納米～微米級過氧化鈣顆粒，最終制得一種改性膨潤土負(fù)載過氧化鈣復(fù)合材料。本膨潤土復(fù)合材料具有更大的層間距與比表面積，在保證異味物質(zhì)高效吸附的同時，負(fù)載的微納米級過氧化鈣可以在較長的時間內(nèi)持續(xù)釋放過氧化氫，實現(xiàn)異味物質(zhì)的氧化降解、保證吸附點位的持續(xù)供給，可用于農(nóng)藥行業(yè)場地非擾動界面土壤異味物質(zhì)的吸附降解及其大氣散發(fā)控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機污染場地原位化學(xué)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吸附降解場地異味物質(zhì)的膨潤土復(fù)合材料的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

農(nóng)藥生產(chǎn)屬于重污染行業(yè)，由于產(chǎn)品種類繁多，其生產(chǎn)過程中使用的各類原輔材料、中間體以及產(chǎn)品成品，經(jīng)跑冒滴漏或泄露事故等途徑進入土壤和地下水等環(huán)境介質(zhì)，造成嚴(yán)重污染。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和城市化進程的加快，近年來出現(xiàn)許多農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)搬遷后遺留的工業(yè)污染場地，且普遍存在異味較強的有機污染物，而這些污染物在短期內(nèi)難以自然降解，成為持續(xù)的異味釋放源，對場地周邊人群的生產(chǎn)和生活造成嚴(yán)重影響。

目前，針對性的農(nóng)藥行業(yè)場地異味擴散控制材料較少。針對異味控制材料的研發(fā)主要集中于廣譜除臭劑、植物提取液除臭劑、生物降解菌劑、泡沫異味抑制劑等，但多數(shù)處于實驗室研究階段，市售產(chǎn)品種類較少、價格較高、異味擴散控制時長較短。

膨潤土是我國儲量非常大的一種非金屬礦物，其特殊的晶體結(jié)構(gòu)使其具有很大的比表面積、吸附性及離子交換性。自1949年梅隆工業(yè)研究所首次合成有機膨潤土以來，其在環(huán)境保護領(lǐng)域的應(yīng)用倍受關(guān)注。經(jīng)表面活性劑改性后的膨潤土表面親水性及層間環(huán)境改變，可高效吸附有機污染物，在氣態(tài)揮發(fā)性有機污染物凈化處理中擁有巨大的開發(fā)、應(yīng)用潛力。

過氧化鈣(CaO₂)同時具備釋氧性與氧化性，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域。研究結(jié)果表明，向有機污染土壤中加入CaO₂后，可顯著促進土著微生物的生長并提高其有機污染物生物降解效率。同時，CaO₂溶于水后會產(chǎn)生過氧化氫(H₂O₂)，在土壤中過渡金屬(鐵礦物等)的催化作用下可生成羥基自由基(·OH)，實現(xiàn)有機污染物的氧化降解。目前，已有工程實踐將其與過硫酸鹽混用，作為土壤、地下水等環(huán)境介質(zhì)的修復(fù)材料。

本發(fā)明公開了一種吸附降解場地異味物質(zhì)的膨潤土復(fù)合材料，以具有層狀結(jié)構(gòu)的膨潤土作為基體材料，利用有機活性改性劑對膨潤土進行改性，在體系熱作用下活性基團脫水縮聚，或經(jīng)同基體混合反應(yīng)縮聚形成交聯(lián)大分子，具有不飽和鍵的有機陽離子活性基團也能通過反應(yīng)相連，形成大分子。同時，有機活性改性劑可促進大分子殼聚糖進入膨潤土層間，進一步增加其吸附比表面積，提高異味物質(zhì)吸附效率。通過原位反應(yīng)工藝，以氯化鈣和過氧化氫為原材料，在膨潤土層間原位生成納米-微米級CaO₂。復(fù)合材料(或其水漿液)噴覆于土壤表面后可高效吸附異味物質(zhì)，CaO₂釋放的H₂O₂在土壤過渡金屬的催化作用下，可實現(xiàn)異味物質(zhì)的高效氧化降解。CaO₂的H₂O₂緩釋特性可保證復(fù)合材料始終具有充足的異味物質(zhì)吸附位點，較長的H₂O₂釋放時間也可保證異味物質(zhì)的持續(xù)氧化降解，顯著降低異味物質(zhì)擴散通量、延長擴散控制時間。

發(fā)明內(nèi)容