[發明專利]一種去除土壤中重金屬污染的改性石墨烯材料制備方法

在審

• 申請號: 202011198365.1
• 申請日: 2020-10-31
• 公開（公告）號: CN112246228A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 逯娟;高磊;趙文青;王惠榆;李亞亞
• 申請（專利權）人: 蘭州資源環境職業技術學院
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;B09C1/08;B09C1/10
• 代理公司: 蘭州嘉諾知識產權代理事務所(普通合伙) 62202
• 代理人: 郭海

本發明涉及土壤修復技術領域，具體為一種去除土壤中重金屬污染的改性石墨烯材料制備方法，特別適用于吸附去除土壤中重金屬Cd、Cu、Pb、Zn、Hg、As復合污染，包括以下有效步驟：首先將生物質原材料在完全或部分缺氧的情況下經熱解碳化得到生物碳；將重金屬耐性菌至于培養基中進行培養，待菌種擴繁；將b步驟制得的生物碳加入到培養基中，并混合均勻，進行發酵培養，制得重金屬耐性菌生物碳發酵液；通過氧化石墨烯以及生物碳的吸附作用，有效的將土壤中的重金屬進行吸附，利用重金屬耐性菌的生物分解配合納米二氧化鈦光催化分解有效的將吸附的重金屬進行分解，進而避免產生植物富集的二次污染問題。

技術領域

本發明涉及土壤修復技術領域，具體為一種去除土壤中重金屬污染的改性石墨烯材料制備方法，特別適用于吸附去除土壤中重金屬Cd、Cu、Pb、Zn、Hg、As復合污染。

背景技術

土壤是指陸地表面具有肥力、能夠生長植物的疏松表層，是人類生存與發展的重要資源，同時也是環境污染物的容納介質。隨著國民經濟的迅速發展，土壤污染尤其是重金屬污染越來越突出。重金屬是典型的土壤污染物，具有隱蔽性、難降解、移動性差和易被富集等特點，可影響土壤微生物體系、生態物種和微生物過程，進而影響生態系統的結構與功能，并通過食物鏈在人體內蓄積構成潛在危害。

重金屬污染土壤的修復是一個漫長過程，同時也是國際上研究的難點和熱點領域之一，國內外專家曾采用工程措施修復法、化學沖洗以及使用改良劑等方法來解決土壤重金屬污染問題，傳統的物化修復土壤重金屬污染的方法異常困難，其所需設備復雜，工程量大，投資高，而且的破壞土壤理化性質或二層結構，造成二次污染。近些年，人們對環境污染問題非常重視，傳統破壞土壤生態環境，造成二次污染的修復方法不能滿足人們對環境的要求。為此，迫切需要一種無二次污染且能夠達到修復土壤的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種去除土壤中重金屬污染的改性石墨烯材料制備方法，設計合理、加工方便，能夠有效避免二次污染的一種吸附去除土壤中重金屬Cd、Cu、Pb、Zn、Hg、As復合污染。

為解決上述技術問題，本發明一種去除土壤中重金屬污染的改性石墨烯材料制備方法包括有以下步驟：

a、首先將生物質原材料在完全或部分缺氧的情況下經熱解碳化得到生物碳；

b、將生物碳粉碎至粒徑小于1mm，備用；

c、將重金屬耐性菌至于培養基中進行培養，待菌種擴繁；將b步驟制得的生物碳加入到培養基中，并混合均勻，進行發酵培養，制得重金屬耐性菌生物碳發酵液；

d、將殼聚糖、海藻酸鈉按照重量比2:1的比例加入到重金屬耐性菌生物碳發酵液，攪拌均勻后，經注射裝置擠壓到氯化鈣溶液中進行交聯反應，交聯反應時間為10~48h，得到的重金屬耐性菌生物碳凝膠顆粒；

e、將納米二氧化鈦以及氧化石墨烯溶液按照重量比2:1的比例至于容器中，攪拌均勻，得到納米二氧化鈦以及氧化石墨烯的混合物；

f、將e步驟制得重金屬耐性菌生物碳凝膠顆粒加入到納米二氧化鈦以及氧化石墨烯的混合物中振動攪拌均勻，得到吸附去除土壤中重金屬Cd、Cu、Pb、Zn、Hg、As復合污染的新型改性石墨烯材料成品。

優選的，所述生物質原材料為農作物秸稈。

優選的，所述重金屬耐性菌為銅綠假單胞菌和纖維素降解菌。

本發明的有益效果是：通過氧化石墨烯以及生物碳的吸附作用，有效的將土壤中的重金屬進行吸附，利用重金屬耐性菌的生物分解配合納米二氧化鈦光催化分解有效的將吸附的重金屬進行分解，進而避免產生植物富集的二次污染問題，同時，本發明所提供的修復材料安全可靠、修復效果顯著，適合大規模推廣使用。

具體實施方式