[發明專利]一種可處理土壤砷污染的納米氧化鐵復合材料、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202210471194.8
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114806595A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 袁海偉;胡露;唐守寅
• 申請（專利權）人: 南京中壤生態環境科技有限公司
• 主分類號: C09K17/42
• 分類號: C09K17/42
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 陳玲玲;余曉雪

1.一種可處理土壤砷污染的納米氧化鐵復合材料，其特征在于，由重量百分比如下的三種組分制成：

組分重量百分比

生物質炭負載的納米氧化鐵10-22%；

檸檬酸負載的納米氧化鐵2-8%；

硅灰石或硅藻土70-85%；

所述納米氧化鐵復合材料過60-80目篩；

所述生物質炭負載的納米氧化鐵的制備方法，包括以下步驟：

（1）取稻殼和/或小麥秸稈為原料在600℃缺氧環境下高溫碳化2-3h，所得碳化產物經酸洗，水洗至中性后，烘干，研磨成粉，再用去離子水多次清洗，在90℃-100℃下烘干，得生物質炭；

（2）按質量比9：1分別取生物質炭和納米氧化鐵溶于水，超聲，振蕩，靜置，取沉淀醇洗，干燥，得到生物質炭負載的納米氧化鐵；

所述檸檬酸負載的納米氧化鐵的制備方法，包括以下步驟：按質量比1：10分別取檸檬酸和納米氧化鐵溶于水，超聲，振蕩，靜置，取沉淀醇洗，干燥，得到檸檬酸負載的納米氧化鐵；

所述納米氧化鐵粒徑為10-50nm。

2.根據權利要求1所述的一種可處理土壤砷污染的納米氧化鐵復合材料，其特征在于，所述生物質炭負載的納米氧化鐵的制備方法，包括以下步驟：

（1）取稻殼和/或小麥秸稈為原料在600℃缺氧環境下高溫碳化3h，所得碳化產物經酸洗，水洗至中性后，烘干，研磨成粉，再用去離子水多次清洗，在90℃-100℃下烘干，得生物質炭；

（2）取納米氧化鐵溶解于蒸餾水，在230-260 r/min轉速下超聲0.5-1h，在氮氣保護下，加入生物質炭，所述生物質炭與納米氧化鐵的質量比為9：1，同時逐滴加入少量0.1mol/LNaBH₄，攪拌均勻，繼續在230-260r/min轉速下超聲0.5-1h，超聲完成后放入溫度為25℃、轉速為100-130r/min的恒溫振蕩搖床振蕩器中振蕩12-24h，振蕩結束后沉淀24-48h，倒掉上清液后用無水乙醇清洗至少3次，最后放入110℃干燥箱中干燥12-24h，即得到生物質炭負載的納米氧化鐵；

所述檸檬酸負載的納米氧化鐵的制備方法，包括以下步驟：取納米氧化鐵溶解于蒸餾水，在200-260r/min轉速下超聲0.5-1h，加入檸檬酸，所述檸檬酸與納米氧化鐵的質量比為1：10，攪拌均勻，放入搖床中以150-180r/min轉速轉動10-12h，再靜置24-48h后，倒掉上清液后，用無水乙醇洗滌至少3次，最后放入110℃干燥箱中干燥12-24h，即得到檸檬酸負載的納米氧化鐵。

3.根據權利要求1或2所述的一種可處理土壤砷污染的納米氧化鐵復合材料，其特征在于，所述納米氧化鐵復合材料由重量百分比如下的三種組分制成：

組分重量百分比

生物質炭負載納米氧化鐵 20%；

檸檬酸負載納米氧化鐵 2.2%；

硅灰石或硅藻土78.8%。

4.根據權利要求1或2所述的一種可處理土壤砷污染的納米氧化鐵復合材料，其特征在于，所述納米氧化鐵粒徑為30±5nm。

5.權利要求1-4任一所述的一種可處理土壤砷污染的納米氧化鐵復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將硅灰石或硅藻土研磨成粉后與生物質炭負載的納米氧化鐵、檸檬酸負載的納米氧化鐵混合均勻，研磨過60-80目篩，即得。

6.權利要求1-4任一的納米氧化鐵復合材料或權利要求5的方法制得的納米氧化鐵復合材料在砷污染土壤修復中的應用，其特征在于：在作物種植前，將所述納米氧化鐵復合材料均勻撒施至土壤中，撒施量為100-150 kg/畝，根據土壤情況適當灑水，保持土壤含水率為15-25%，使所述納米氧化鐵復合材料充分溶解在土壤中。