[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

本發明涉及農田土壤修復領域，具體涉及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。本發明分別選擇生物質炭和檸檬酸對納米氧化鐵進行改性，得到生物質炭負載的納米氧化鐵和檸檬酸負載的納米氧化鐵，經改性的兩種納米氧化鐵，與含硅物質進行混合得到納米氧化鐵復合材料。本發明制得納米氧化鐵復合材料中納米氧化鐵的含量不超過復合材料整體含量的5%，并且將所得納米氧化鐵復合材料按100?150kg/畝撒施至砷污染土壤，作物砷含量降低最高幅度可達到70%。

技術領域

本發明涉及農田土壤修復領域，具體涉及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。

背景技術

砷是一種毒性很強且具有致癌作用的化學元素，被世界衛生組織列為優先處理的有毒物質之一，一旦土壤受到As污染，As就會通過食物鏈的傳播進入人體內，對人體內臟骨骼等有較大的毒性作用。目前，用于固化土壤As的材料主要有含鐵物質、含硫物質、稀土材料、鈣鹽等，其中以含鐵、含硫物質效果較好。近幾年來，納米鐵由于具有大的比表面積和高的反應活性，成為一種前景廣闊的土壤修復材料。然而，由于納米顆粒體積小、易團聚，其還原性強則在氧氣存在的情況下易被氧化，因此該技術實施時需要對其進行改性，如聚合物包覆、其它材料負載、添加穩定劑等。中國發明專利申請(申請號201810520363.6)公開了基于有機粘土負載納米氧化鐵系的土壤砷與鉻污染修復藥劑。該修復藥劑由有機蒙脫土負載納米零價鐵與有機蒙脫土負載納米氧化鐵這兩種組分混合配制而成，各組分的重量百分比為：有機蒙脫土負載納米零價鐵為55～85％，有機蒙脫土負載納米氧化鐵為15～45％。該修復藥劑使用后土壤砷的穩定化效率能提高10-20％。但是該修復劑同時用到納米零價鐵與納米氧化鐵，成本較高，且降低效率相對來說不高，制作步驟多、工藝復雜，不利于大規模推廣。

論文“膨潤土負載納米鐵的改性及對水中As(Ⅴ)的吸附”，用十六烷基三甲基溴化銨對膨潤土負載納米零價鐵進行表面改性，得到表面改性膨潤土負載納米鐵對水中As的去除率能達到90％。但是該改性的納米零價鐵只針對水中砷去除做了研究，未對土壤中As修復進行研究，水體和土壤系統存在較大的差異，因此該材料對土壤As的修復作用具備很大的不確定性。

中國發明專利申請(申請號201911358166.X)公開了綠色合成納米鐵(納米零價鐵或納米氧化鐵)絡合凹凸棒石制備土壤重金屬鈍化材料的方法。該綠色合成納米鐵絡合凹凸棒石制備土壤重金屬鈍化材料與對照相比，可使玉米生物量增加36.5％，同時鈍化劑的施用降低了玉米地上部分鎘含量的33.7％。該鈍化劑僅對重金屬鎘的修復效率進行了驗證，而鎘和砷的性質存在較大差異，該鈍化劑不一定適用于修復重金屬砷。且該鈍化劑的投加量需達到土壤量的4％，添加量過大，成本也較高。

發明內容

針對上述現有技術和產品中存在的不足，本發明的目的在于提供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。本發明制得納米氧化鐵復合材料中納米氧化鐵的含量不超過復合材料整體含量的5％，并且將所得納米氧化鐵復合材料按100-150kg/畝撒施至砷污染土壤，作物砷含量降低最高幅度可達到70％。

為了實現上述目的，本發明采取如下技術方案：

一種可處理土壤砷污染的納米氧化鐵復合材料，由重量百分比如下的幾種組分制成：

原料 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％

含硅物質 70-85％

優選的，所述納米氧化鐵復合材料由重量百分比如下的幾種組分制成：

原料 重量百分比

生物質炭負載納米氧化鐵 20％