[發明專利]一種基于改性納米零價鐵的土壤修復劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202211344931.4
• 申請日: 2022-10-31
• 公開（公告）號: CN115634659B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 應蓉蓉;孔令雅;蘆園園;胡哲偉;季文兵;張亞;馮艷紅;趙彩衣;張曉雨;尹愛經
• 申請（專利權）人: 生態環境部南京環境科學研究所
• 主分類號: B01J20/02
• 分類號: B01J20/02;B01J20/30;C09K17/40
• 代理公司: 北京彥開專利代理事務所(普通合伙) 16149
• 代理人: 楊艷秋

本發明公開了一種基于改性納米零價鐵的土壤修復劑及其制備方法，修復劑包括：改性納米零價鐵、填料、高分子聚合物、氨基酸組合物、緩釋碳源、復合微生物菌劑和去離子水；制備方法包括：S1、按比例稱取上述原料；S2、將填料和高分子聚合物進行水熱反應，然后進行真空干燥處理，得到物料A；S3、將氨基酸組合物、緩釋碳源、復合微生物菌劑和去離子水依次加入反應釜中，超聲分散處理，得到物料B；S4、將改性納米零價鐵、物料A和物料B依次進行球磨、過濾、干燥處理，即得修復劑；本發明的工藝設計合理，重金屬污染土壤修復效率高，適宜推廣使用。

技術領域

本發明涉及土壤修復劑制備技術領域，具體是涉及一種基于改性納米零價鐵的土壤修復劑及其制備方法。

背景技術

土壤既是人類賴以生存的主要的自然資源之一，又是人類生態環境的重要組成部分。土壤對于外來污染物具有自凈能力，但是當外來的污染物超過土壤的自凈能力時，就會使土壤的正常機能遭到破壞，失去自然生態平衡，隨著快速增長的全球人口、不斷擴大的工業生產規模和快速發展的城市化進程，土壤所承受的壓力也越來越大。

零價鐵技術因其操作工藝簡單、處理效率高、運行費用低、能耗小、材料易得等特點，被視為一種較有潛力的土壤穩定修復技術；其中，納米級別的零價鐵具有普通毫米級或微米級零價鐵不能比擬的還原吸附能力，能高效得將環境污染物，然而由于顆粒表面靜電荷引力、高表面能、顆粒間的范德華引力以及顆粒表面的氫鍵及其他化學鍵作用，導致納米顆粒容易形成聚合體，且納米零價鐵零價鐵易被氧化，這兩個缺陷制約了其在污染水體及土壤中的分散性、遷移性，是限制其修復能力的最大障礙。

已有研究表明，經穩定劑改性的納米零價鐵被原位注入土壤中后可以到達地下水污染源，對有機污染以及重金屬污染具有良好修復效果，而目前改性納米零價鐵在水體重金屬污染或有機污染修復的研究較多，在土壤中的研究較少。

發明內容

針對上述存在的技術問題，本發明提供了一種基于改性納米零價鐵的土壤修復劑及其制備方法。

本發明的技術方案為：一種基于改性納米零價鐵的土壤修復劑，包括以下重量份的原料：改性納米零價鐵10～20份、填料20～45份、高分子聚合物4～7份、氨基酸組合物3～5份、緩釋碳源3～7份、復合微生物菌劑1～3份、去離子水30～55份；

其中，填料由膨潤土、海泡石、凹凸棒土按照質量比1:1:1混合而成；

高分子聚合物包括：羧甲基殼聚糖2～3份、聚乙二醇丙烯酸酯1～2份、陰離子聚丙烯酰胺1～2份；

氨基酸組合物由亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、組氨酸和精氨酸按照質量比1:3:1:2:4混合而成；

緩釋碳源由鋸末、稻殼和玉米淀粉按照質量比1:2:1混合而成；

復合微生物菌劑包括：放線菌0.2～0.8份、光合細菌0.1～0.5份、酵母菌0.4～0.9份、乳酸菌0.3～0.8份。

進一步地，改性納米零價鐵的制備方法為：將FeSO₄·7H₂O溶解到乙醇水溶液中，然后向混合溶液中加入NaBH₄溶液和十六烷基三甲基溴化銨，然后以150～300W的功率超聲分散處理20～45min；最后將混合體系過濾后在氮氣保護條件下真空干燥處理，即可得到改性納米零價鐵；其中，FeSO₄·7H₂O、乙醇水溶液、NaBH₄溶液和十六烷基三甲基溴化銨的質量比為3:9:1:2；NaBH₄溶液的體積濃度為10～15％，乙醇水溶液的體積濃度為25～30％。

說明：通過本發明制備的改性納米零價鐵具有比表面積大、不易團聚、生產成本低的優勢，同時具有極強的還原能力和金屬活性。

本發明提供了一種基于改性納米零價鐵的土壤修復劑的制備方法，包括以下步驟：