[發明專利]一種土壤修復用籠形顆粒修復劑及制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011447638.1
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112724982A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 陳慶;昝航;司文彬;李鈞
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;B09C1/10;B09C1/08;B09C1/00;C09K101/00;C09K109/00
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本發明屬于土壤修復劑技術領域，具體涉及一種土壤修復用籠形顆粒修復劑及制備方法。本發明通過使納米零價鐵在籠形微球中原位形成，再用酵母菌包覆，使得納米零價鐵被固定在籠內，用于土壤修復時處理時，不僅納米零價鐵與載體二氧化鈦協同作用，具有高效修復效果，而且制得的納米零價鐵粒子具有較好的分散性和反應活性，克服了易團聚、鈍化和氧化的問題，在空氣中具有良好的穩定性，有效提高了在土壤中的分散性，擴大了與土壤的接觸面積，顯著提升凈化效果，納米零價鐵在籠中不流失，修復效果持久，拓寬了其在污染物處理中的實際應用。

技術領域

本發明屬于土壤修復劑技術領域，具體涉及一種土壤修復用籠形顆粒修復劑及制備方法。

背景技術

土壤重金屬污染危害大而影響深，由于重金屬是不能被土壤的微生物所分解的，遷移性小，容易在土壤當中富集，當土壤中重金屬含量超過它們的環境容量時，就直接作用于植物，在植物內富集，抑制植物的根系的生長，使植物葉片發黃，影響植物的光合作用，從而使植物生長緩慢，植株矮小，降低產量，甚至于絕收。對我國的農業發展造成重大影響，而且會通過食物鏈遷移到動物、人體中，危害人類和動物的健康。土壤中的重金屬元素移動性較差、停滯周期較長且無法被有機物分解，這些重金屬元素一旦在人體內集聚，將會引發癌癥乃至遺傳基因缺陷。

使用納米零價鐵去除水體、土壤中的污染物是近些年發展起來的一種新的污染治理技術。由于其價廉、易得、無二次污染，可高效的去除水體中多種污染物質，如硝基芳香化合物、含氯有機物和重金屬離子等，極大地推動了零價金屬還原技術在處理水中污染物方面的應用，被認為是水體、土壤原位修復技術的重大創新，有較大的應用前景。

納米零價鐵是一種化學還原性很強的還原劑，因其特有的表面效應和小尺寸效應，從而具有優越的吸附性能和很高的還原活性，因此納米零價鐵還原技術是目前的研究熱點之一。

納米級零價鐵的制備總體上可分為物理法和化學法。物理法包括蒸發凝聚法、濺射法和高能機械球磨法。化學法主要分為液相化學還原法、活性氫–熔融金屬反應法、氣相化學還原法和氣相熱分解法，常用的化學還原法是利用還原劑將鐵鹽或其氧化物等還原制得納米大小零價鐵顆粒，反應有固相還原、液相還原和氣相還原。

納米零價鐵還原活性很強，化學性質不穩定，易被氧化。盡管納米零價鐵在環境污染物的去除方面取得了較好的效果，但主要通過表面反應行為途徑來降解氯代有機污染物的納米零價鐵，其去除效率受零價鐵傳質能力的限制，液相中納米鐵與疏水性有機物的不同極性將導致零價鐵與污染物間電子轉移效率低而難以充分發揮作用。另需注意的是，納米零價鐵的制備過程容易發生團聚，制備完成后極易被氧化，這種特點也影響了它的實際應用效果。對于某些污染物，尤其是持久性有機污染物，單獨使用納米零價鐵并不能得到滿意的效果，甚至在降解過程中會轉化為毒性更大的污染物。

而且，納米零價鐵在制備和應用中還存在以下缺陷：(1)納米零價鐵較大的比表面積和較強的磁性使其在制備及應用過程中極易團聚而形成大的顆粒，造成比表面積減小，活性降低，很大程度上影響了其研究及應用價值；(2)納米零價鐵顆粒的團聚現象使零價鐵擴散不均勻，很難與污染物完全接觸，降低了其實際工程應用的可能性；(3)納米零價鐵的高活性也使其易于被環境中非目標污染物(如水分)氧化，這一現象造成了零價鐵反應活性和有效性的降低，即零價鐵的“非有效氧化”，使零價鐵不能持久地降解環境中污染物質，這一特點已成為其應用和發展的瓶頸。

中國專利CN201711005573.3，公開了一種分子篩型土壤修復劑的制備方法，由硅藻土、水稻秸稈、偏鋁酸鈉、水玻璃、硝酸銀等原料制成，使用硅藻土和秸稈混合，經堿處理后顆粒物表面變為凹凸的非平滑結構，吸附位點大幅增加，又通過抽濾制備半干凝膠生產分子篩，提高了反應釜中的固含量，降低了單位質量分子篩生產能耗，最后得到的復合材料經水蒸氣老化和高溫活化，提高了顆粒內部孔道大小，更有利于吸附固載重金屬離子和有機大分子，提高了吸附容量，能滿足人們對土壤的低成本污染修復的目的，具有較好的經濟和環境效益。

發明內容