[發明專利]一種對土壤中重金屬和有機污染物進行協同修復的改性蒙脫土及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202310058688.8
• 申請日: 2023-01-18
• 公開（公告）號: CN116200199A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 翟琨;冷中茗;向東山;李文恒;王小紅
• 申請（專利權）人: 湖北民族大學
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;B09C1/08;B09C1/00;C01B33/44
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 余曉雪

本發明屬于污染土壤修復技術領域，具體涉及一種對土壤中重金屬和有機污染物進行協同修復的改性蒙脫土及其制備方法和應用，以十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）、十二烷基三甲基溴化銨（DTAB）作為改性劑，制備了有機改性蒙脫土，并以汞離子（Hg²⁺）和乙草胺（ACR）作為重金屬和有機污染物的代表物質，對兩種有機改性蒙脫土修復Hg²⁺及ACR復合污染土壤的效果進行了研究。結果表明，兩種有機改性蒙脫土對真實土壤樣品中Hg²⁺及ACR都有較好的去除效果，能同時去除土壤中的Hg²⁺及ACR。CTAB改性蒙脫土和DTAB改性蒙脫土對它們的去除率都可以達到90%以上。本發明利用CTAB及DTAB作為改性劑制備的有機改性蒙脫土可同時去除土壤中的Hg²⁺及ACR，可對Hg²⁺和ACR復合污染的土壤進行協同修復。

技術領域

本發明屬于污染土壤修復技術領域，具體涉及一種對土壤中重金屬和有機污染物進行協同修復的有機改性蒙脫土及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，由于全球工業的迅猛發展，汞的生產和消耗大規模增長，導致大量的汞排放到自然環境中。因此，汞污染已成為全球性環境問題，土壤及水體正遭受到越來越嚴重的汞污染，進而通過食物鏈危及人類健康。目前汞污染問題已經引起了全球人們的廣泛關注。

乙草胺(ACR)是一種滅生型除草劑，它具有很高的除草活性，特別是對一年生的禾本科雜草去除效果顯著，現已廣泛地應用于全球的農業生產中，可為農業生產節約大量的人力和物力。但殘留在土壤中的ACR，其降解產物可通過食物鏈危害人體健康。

隨著汞的大量生產及ACR在農業生產中的大量使用，汞及ACR同時或先后進入土壤中，對土壤形成復合污染。因此，研發一種能同時去除土壤中汞及ACR的修復劑對土壤污染控制修復和農產品安全均具有十分重要的意義。

蒙脫土(montmorillonite)又名微晶高嶺石或膠嶺石，蒙脫土晶體屬單斜晶系的含水層狀結構硅酸鹽礦物，其主要成分為八面體蒙脫土微粒，中間為鋁氧八面體，上下為硅氧四面體所組成的三層片狀結構的黏土礦物，在晶體構造層間含水及一些交換陽離子，有較高的離子交換容量，具有較高的吸水膨脹能力。其層間陽離子具有可交換性，可與重金屬離子進行交換，因此蒙脫土對重金屬離子具有很好的吸附性。另外，蒙脫土經過適當的無機物或有機物改性后，可以獲得巨大的層間域空間，能夠降低層間微環境的親水性，顯著提高其對疏水性有機化合物的吸附能力。因此，改性后的蒙脫土有望既可以吸附重金屬離子，又可以吸附疏水性的有機化合物。

長期以來，國內外的科研工作者對改性蒙脫土進行了較多的研究，但這些研究更多側重于改性蒙脫土的制備、改性蒙脫土對單一某種重金屬離子或有機污染物的吸附性能的研究，對重金屬和有機農藥復合污染的研究很少，利用改性蒙脫土同時實現土壤重金屬及有機污染物的協同修復還未見報道。

發明內容

鑒于現有技術中的上述問題，本發明選取十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)兩種陽離子表面活性劑作為改性劑，制備了兩種可協同修復汞及ACR復合污染改性蒙脫土，并對這兩種改性蒙脫土協同修復汞及ACR復合污染的效果進行了研究，其結果為農業生產中協同修復重金屬及有機污染物提供新的方向。

本發明實現上述目的，所采取的技術方案為：

一種對土壤中重金屬和有機污染物進行協同修復的改性蒙脫土，所述改性蒙脫土由蒙脫土經改性劑改性后得到，所述改性劑為十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和/或十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)。

本發明還提供了上述有機改性蒙脫土的制備方法，所述制備方法的步驟如下：

(1)檢測蒙脫土的陽離子交換量(CEC)；

(2)改性蒙脫土的制備