一种用于治理重金属土壤的复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于治理重金属土壤的复合材料及其制备方法，包括以下重量份的原料：纳米四氧化三铁粉15‑24份、对甲苯磺酸12‑16份、麦饭石60‑85份、硅酸乙酯3‑8份、硫代硫酸钠4‑6份、阳离子型聚丙烯酰胺3‑6份、玄武岩纤维2.5‑5份、秸秆20‑30份、质量分数为36‑48%的强碱溶液8‑14份、丙三醇15‑20份和麦冬5‑8份。本发明专利技术使用简单方便，见效快，用量少从而降低了使用成本，制备的成品可以对土壤中的重金属离子进行物理吸附和化学吸附，将重金属离子固化，实现了对土壤的修复，并且不会对土壤产生负面影响。

【技术实现步骤摘要】
一种用于治理重金属土壤的复合材料及其制备方法
本专利技术涉及土壤治理领域，具体是一种用于治理重金属土壤的复合材料。
技术介绍
土壤是指地球表面的一层疏松的物质，由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成，能生长植物。土壤由岩石风化而成的矿物质、动植物，微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物（固相物质）以及水分（液相物质）、空气（气相物质），氧化的腐殖质等组成。土壤不仅是农业生产的重要物质基础，而且直接关系到农产品的质量安全，影响到人类的身体健康，关系到农业灾害发生的频率和强度，对农业和农村经济的可持续发展起着决定性的作用，随着经济的飞速发展，受到重金属污染的地区越来越多，环境问题也日益突出，特别是铅、镉等常见的重金属元素，对土壤造成的污染尤为严重，我国每年因重金属污染导致的粮食减产超过1400万吨，被重金属污染的粮食多达1800万吨，农田土壤重金属污染已成为影响我国农产品质量，限制我国农产品贸易的主要障碍之一。土壤重金属通过迁移和转化，不仅危害农作物生长，同时危害动物以及人类的健康。目前重金属污染土壤修复技术主要有植物修复法、电动力学修复法、淋虑法、热解吸法、玻璃化法和固化稳定法等，这些方法一般都存在治理费用高、治理时间长、现场可操作性差及二次污染等问题，这就为人们治理重金属污染的土壤带来了不便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于治理重金属土壤的复合材料，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于治理重金属土壤的复合材料，包括以下重量份的原料：纳米四氧化三铁粉15-24份、对甲苯磺酸12-16份、麦饭石60-85份、硅酸乙酯3-8份、硫代硫酸钠4-6份、阳离子型聚丙烯酰胺3-6份、玄武岩纤维2.5-5份、秸秆20-30份、质量分数为36-48%的强碱溶液8-14份、丙三醇15-20份和麦冬5-8份。作为本专利技术进一步的方案：秸秆包括玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆、甘蔗秸秆和小麦秸秆中的一种或者几种的混合物，强碱溶液采用氢氧化钠溶液或者氢氧化钾溶液的一种。作为本专利技术进一步的方案：麦饭石的粒度为16-64um，比表面积为380-700m²/g。所述用于治理重金属土壤的复合材料的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将麦冬用清水清洗干净并且在32-40摄氏度下干燥，干燥后磨成细粉并且用苯回流提取，过滤得到药渣和第一提取液，将提取后的药渣晒干并且用丙酮进行回流提取，过滤得到药渣和第二提取液，将第一提取液和第二提取液合并并且浓缩至相对密度为1.06-1.12，得到麦冬浓缩液；步骤二，将纳米四氧化三铁、硅酸乙酯和硫代硫酸钠混合并且边搅拌边加入对甲苯磺酸，完全加入完毕后在60-75摄氏度下超声波振荡10-15分钟，得到第一混合物；步骤三，将秸秆破碎并且在420-500摄氏度和氮气氛围的炭化炉中进行炭化处理，得到生物炭，将生物炭破碎至80-100目并且加入强碱溶液中，以360-450rpm的转速搅拌75-100分钟，得到第二混合物；步骤四，将麦饭石和玄武岩纤维加入麦冬浓缩液中并且在45-60摄氏度下搅拌80-120分钟，得到第三混合物；步骤五，将第一混合物、第二混合物、第三混合物、阳离子型聚丙烯酰胺和丙三醇在300-800摄氏度的温度下搅拌反应3-6小时，冷却、晾干和粉碎后，即可得到成品。作为本专利技术进一步的方案：步骤三中炭化处理后采用乙醇洗净。所述用于治理重金属土壤的复合材料的使用方法，具体步骤如下：将成品与重金属污染的土壤按照质量比1:60-80混合均匀，然后向其中加入水使得水的质量分数为35-40%，养护5-10天即可。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术原料来源广泛，使用简单方便，见效快，用量少从而降低了使用成本，制备的成品可以对土壤中的重金属离子进行物理吸附和化学吸附，将重金属离子固化，有效避免了被吸附的重金属重新释放而对水体或植物造成影响，由此实现了对土壤的修复，并且不会对土壤产生负面影响。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种用于治理重金属土壤的复合材料，包括以下重量份的原料：纳米四氧化三铁粉15份、对甲苯磺酸12份、麦饭石60份、硅酸乙酯3份、硫代硫酸钠4份、阳离子型聚丙烯酰胺3份、玄武岩纤维2.5份、秸秆20份、质量分数为38%的强碱溶液8份、丙三醇15份和麦冬5份。秸秆包括玉米秸秆、高粱秸秆和小麦秸秆的混合物，强碱溶液采用氢氧化钠溶液。所述用于治理重金属土壤的复合材料的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将麦冬用清水清洗干净并且在36摄氏度下干燥，干燥后磨成细粉并且用苯回流提取，过滤得到药渣和第一提取液，将提取后的药渣晒干并且用丙酮进行回流提取，过滤得到药渣和第二提取液，将第一提取液和第二提取液合并并且浓缩至相对密度为1.08，得到麦冬浓缩液；步骤二，将纳米四氧化三铁、硅酸乙酯和硫代硫酸钠混合并且边搅拌边加入对甲苯磺酸，完全加入完毕后在66摄氏度下超声波振荡10分钟，得到第一混合物；步骤三，将秸秆破碎并且在480摄氏度和氮气氛围的炭化炉中进行炭化处理，得到生物炭，将生物炭破碎至80目并且加入氢氧化钠溶液中，以360rpm的转速搅拌80分钟，得到第二混合物；步骤四，将麦饭石和玄武岩纤维加入麦冬浓缩液中并且在50摄氏度下搅拌90分钟，得到第三混合物；步骤五，将第一混合物、第二混合物、第三混合物、阳离子型聚丙烯酰胺和丙三醇在420摄氏度的温度下搅拌反应4小时，冷却、晾干和粉碎后，即可得到成品。所述用于治理重金属土壤的复合材料的使用方法，具体步骤如下：将成品与重金属污染的土壤按照质量比1:70混合均匀，然后向其中加入水使得水的质量分数为38%，养护6天即可。对广西某地的重金属污染土壤采用实施例1的产品、制备方法和使用方法进行修复，修复前土壤中镉、六价铬、汞、铅、砷和铜离子含量分别为3.89、268.65、1.80、378.49、42.18和98.37mg/kg，修复后土壤中镉、六价铬、汞、铅、砷和铜离子含量分别为0.12、24.17、0.03、18.49、1.65和4.28mg/kg，镉、六价铬、汞、铅、砷和铜离子的减少率分别为96.92%、91.00%、98.33%、95.11%、96.09%和95.65%。实施例2一种用于治理重金属土壤的复合材料，包括以下重量份的原料：纳米四氧化三铁粉18份、对甲苯磺酸13.5份、麦饭石68份、硅酸乙酯5份、硫代硫酸钠4.6份、阳离子型聚丙烯酰胺4份、玄武岩纤维3.5份、秸秆23份、质量分数为42%的强碱溶液10份、丙三醇17份和麦冬6份。麦饭石的粒度为36um，比表面积为380-700m²/g。所述用于治理重金属土壤的复合材料的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将麦冬用清水清洗干净并且在35摄氏度下干燥，干燥后磨成细粉并且用苯回流提取，过滤得到药渣和第一提取液，将提取后的药渣晒干并且用丙酮进行回流提取，过滤得到药渣和第二提取液，将第一提取液和第二提取液合并并且浓缩至相对密度为1.10，得到麦冬浓缩液；步骤二，将纳米四氧化三铁、硅酸乙酯和硫代硫酸钠混合并且边搅拌边加入对甲苯磺酸，完全加入完毕后在68摄氏度下超声波振荡14分钟，得到第一混合物；步骤三，将秸秆破碎并且在480摄本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于治理重金属土壤的复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：纳米四氧化三铁粉15‑24份、对甲苯磺酸12‑16份、麦饭石60‑85份、硅酸乙酯3‑8份、硫代硫酸钠4‑6份、阳离子型聚丙烯酰胺3‑6份、玄武岩纤维2.5‑5份、秸秆20‑30份、质量分数为36‑48%的强碱溶液8‑14份、丙三醇15‑20份和麦冬5‑8份。

【技术特征摘要】
1.一种用于治理重金属土壤的复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：纳米四氧化三铁粉15-24份、对甲苯磺酸12-16份、麦饭石60-85份、硅酸乙酯3-8份、硫代硫酸钠4-6份、阳离子型聚丙烯酰胺3-6份、玄武岩纤维2.5-5份、秸秆20-30份、质量分数为36-48%的强碱溶液8-14份、丙三醇15-20份和麦冬5-8份。2.根据权利要求1所述的用于治理重金属土壤的复合材料，其特征在于，所述秸秆包括玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆、甘蔗秸秆和小麦秸秆中的一种或者几种的混合物，强碱溶液采用氢氧化钠溶液或者氢氧化钾溶液的一种。3.根据权利要求1所述的用于治理重金属土壤的复合材料，其特征在于，所述麦饭石的粒度为16-64um，比表面积为380-700m²/g。4.一种如权利要求1-3任一所述的用于治理重金属土壤的复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一，将麦冬用清水清洗干净并且在32-40摄氏度下干燥，干燥后磨成细粉并且用苯回流提取，过滤得到药渣和第一提取液，将提取后的药渣晒干并且用丙酮进行回流提取，过滤得到药渣和第二提取液，将第一提取液和第二提取液合并并且浓缩至相对密度...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴申龙，
申请(专利权)人：吴申龙，
类型：发明
国别省市：浙江,33