一种纳米分散混合体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种纳米分散混合体，所述纳米分散混合体的粒度为200～600nm；组成上包括纳米Al和纳米CaO，所述纳米Al与纳米CaO的质量比为(3～5)：10。本发明专利技术提供的纳米分散混合体可在自然条件下储存和使用；在高效还原降解毒性有机物的同时还可以固定复合污染土壤或危险废物中存在的重金属，实施例结果表明，在复合污染土壤模拟修复实验中，本发明专利技术提供的纳米分散混合体对Cr、Cd、Pb、Ni重金属固定率可达76％以上，对六氯苯毒性有机物降解率可达50％以上。

Nano dispersion mixture and preparation method and application thereof

The present invention provides a nano dispersion mixture with a particle size of 200 to 600nm, consisting of nano Al and nano CaO, and the mass ratio of the nano Al to the nano CaO is (3~5):10. The invention provides a nano dispersion mixing body under natural conditions of storage and use; in the efficient reductive degradation of toxic organic compounds and heavy metals in the soil can also be fixed or hazardous waste in compound pollution, the implementation results show that the composite simulation experiment in the repair of contaminated soil, the invention provides a nanometer mixture of dispersion Cr, Cd, Pb, Ni fixed rate of heavy metals can reach more than 76%, six of chlorobenzene toxicity organic matter degradation rate can reach more than 50%.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米分散混合体及其制备方法和应用
本专利技术涉及土壤固化稳定化处理
，特别涉及一种纳米分散混合体及其制备方法和应用。
技术介绍
土壤污染是我国面临的重大挑战之一。2014年4月环境保护部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公报》指出，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧。土壤污染的日益严重引起了党和国家的高度重视，2016年5月国务院印发《土壤污染防治行动计划》，将土壤污染防治行动的重要性和急迫性提升到了前所未有的高度，被称为“土壤修复事业的里程碑事件”。造成土壤污染的主要污染物是重金属和毒性有机物，被这两类物质同时污染的复合污染场地普遍存在。固化稳定化是国内外最常用的污染场地修复技术，广泛应用于重金属污染场地和有机物污染场地。由于重金属和有机物理化性质差异很大，传统的分步修复策略工程难度大、修复成本高。此外，在复合污染的情况下，传统的固化稳定化技术通常采用水泥、石灰等作为修复剂，在实际应用时，有机物的存在会对传统修复剂，如水泥的水化过程产生干扰，进而影响其对重金属的固定，降低固化稳定化效果。同时，由于毒性有机物并未发生化学变化，仍然有潜在的环境风险。因此，传统修复剂无法实现对复合污染场地的同步修复。同时，一部分危险废物也存在同时含有重金属和毒性有机物的情况，如生活垃圾焚烧飞灰同时富集重金属和二噁英类污染物，其处理也面临同样的问题。目前，有国外学者研究了纳米材料Ca/CaO作为修复剂，对复合污染场地的同步修复效果。虽然纳米材料Ca/CaO能够实现对复合污染场地的同步修复，且修复效果较好，但其储存条件苛刻，需要在保护气保护下储存，经济性差，使其规模化应用受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纳米分散混合体及其制备方法和应用，本专利技术提供的纳米分散混合体可在自然条件下储存和使用，在高效还原降解毒性有机物的同时还可以固定复合污染土壤中存在的重金属，同理亦可用于同时含有重金属和毒性有机物的废物的处置。本专利技术提供了一种纳米分散混合体，所述纳米分散混合体的粒度为200～600nm；组成上包括纳米Al和纳米CaO，所述纳米Al与纳米CaO的质量比为(3～5)：10。优选的，所述纳米分散混合体的粒度为250～570nm。优选的，所述纳米Al和纳米CaO的质量比为(3.5～4.5)：10。本专利技术提供了上述技术方案所述纳米分散混合体的制备方法，包括以下步骤：将铝粉和氧化钙粉末混合，在保护气氛下进行球磨，得到纳米分散混合体；或者，在保护气氛下对铝粉和氧化钙粉末分别进行球磨，将球磨后得到的物料进行混合，得到纳米分散混合体。优选的，所述铝粉的粒度为0.5～2μm。优选的，所述氧化钙粉末的粒度为1～5μm。优选的，所述球磨的球料比为(18～22)：1。优选的，所述球磨的转速为400～600rpm；所述球磨的时间为60～240min。优选的，所述氧化钙粉末在使用前进行热处理，所述热处理的温度为600～900℃，所述热处理的时间为90～120min。本专利技术提供了上述技术方案所述纳米分散混合体或上述技术方案所述制备方法制备得到的纳米分散混合体在修复复合污染土壤或处理含有重金属和/或毒性有机物的废物中的应用。本专利技术提供了一种纳米分散混合体，所述纳米分散混合体的粒度为200～600nm；组成上包括纳米Al和纳米CaO，所述纳米Al与纳米CaO的质量比为(3～5)：10。本专利技术提供的纳米分散混合体可在自然条件下储存和使用，有利于实现规模化应用。同时，本专利技术提供的纳米分散混合体在高效还原降解毒性有机物的同时还可以固定复合污染土壤中存在的重金属，实施例结果表明，在复合污染土壤模拟修复实验中，本专利技术提供的纳米分散混合体对Cr、Cd、Pb、Ni重金属固定率可达76％以上，对六氯苯毒性有机物降解率可达50％以上。此外，本专利技术提供的纳米分散混合体中两种物质均为成土元素，不破坏土壤本身的结构与服务功能。同时，本专利技术提供了所述纳米分散混合体的制备方法，将铝粉和氧化钙粉末混合，在保护气氛下进行球磨，得到纳米分散混合体；或者，在保护气氛下对铝粉和氧化钙粉末分别进行球磨，将球磨后得到的物料进行混合，得到纳米分散混合体。本专利技术提供的制备方法操作简单、成本低，能够保证产品具有较好的混合分散程度和较多的活性位点，实现高效修复复合污染土壤，或用于同时含有重金属和毒性有机物的危险废物的处置。附图说明图1为实施例1中纳米分散混合体的扫描电子显微镜图；图2为实施例1中纳米分散混合体中Al的SEM-EDS元素分布图；图3为实施例1中纳米分散混合体中Ca的SEM-EDS元素分布图；图4为实施例1中纳米分散混合体的粒度分布图；图5为实施例1中纳米分散混合体在自然条件下存储1天的X射线衍射图；图6为实施例1中纳米分散混合体在自然条件下存储7天的X射线衍射图；图7为实施例2中纳米分散混合体的粒度分布图；图8为实施例3中纳米分散混合体的粒度分布图。具体实施方式本专利技术提供了一种纳米分散混合体，所述纳米分散混合体的粒度为200～600nm；组成上包括纳米Al和纳米CaO，所述纳米Al与纳米CaO的质量比为(3～5)：10。本专利技术提供的所述纳米分散混合体的粒度为200～600nm，优选为250～570nm，更优选为300～400nm。本专利技术提供的所述纳米分散混合体组成上包括纳米Al和纳米CaO，所述纳米Al的粒度优选为200～600nm，优选为250～570nm，更优选为300～400nm；所述纳米CaO的粒度优选为200～600nm，优选为250～570nm，更优选为300～400nm。本专利技术提供的所述纳米分散混合体中所述纳米Al与纳米CaO的质量比为(3～5)：10，优选为(3.5～4.5)：10，更优选为4：10。本专利技术提供了上述技术方案所述纳米分散混合体的制备方法，包括以下步骤：将铝粉和氧化钙粉末混合，在保护气氛下进行球磨，得到纳米分散混合体；或者，在保护气氛下对铝粉和氧化钙粉末分别进行球磨，将球磨后得到的物料进行混合，得到纳米分散混合体。本专利技术对于所述铝粉的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的铝粉市售产品即可。本专利技术对于所述铝粉的粒度没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品中铝粉的粒度即可。在本专利技术中，所述铝粉的粒度优选为0.5～2μm，更优选为1～1.5μm。本专利技术对于所述氧化钙粉末的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的氧化钙粉末市售产品即可。本专利技术对于所述氧化钙粉末的粒度没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品中氧化钙粉末的粒度即可。在本专利技术中，所述氧化钙粉末的粒度优选为1～5μm，更优选为2～4μm。在本专利技术中，所述氧化钙粉末在使用前优选进行热处理，所述热处理的温度优选为600～900℃，更优选为650～850℃，最优选为700～800℃；所述热处理的时间优选为90～120min，更优选为95～115min，最优选为100～110min。本专利技术在使用前对所述氧化钙粉末进行热处理，主要是将所述氧化钙粉末进行充分干燥，有利于保证通过后续球磨处理能够得到混合分散程度较好的产品。本专利技术对于所述保护气氛没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的保护气氛即可，具体如氩气气氛、氦气气氛或氮气气氛。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米分散混合体，所述纳米分散混合体的粒度为200～600nm；组成上包括纳米Al和纳米CaO，所述纳米Al与纳米CaO的质量比为(3～5)：10。

【技术特征摘要】
1.一种纳米分散混合体，所述纳米分散混合体的粒度为200～600nm；组成上包括纳米Al和纳米CaO，所述纳米Al与纳米CaO的质量比为(3～5)：10。2.根据权利要求1所述的纳米分散混合体，其特征在于，所述纳米分散混合体的粒度为250～570nm。3.根据权利要求1所述的纳米分散混合体，其特征在于，所述纳米Al和纳米CaO的质量比为(3.5～4.5)：10。4.权利要求1～3任一项所述纳米分散混合体的制备方法，包括以下步骤：将铝粉和氧化钙粉末混合，在保护气氛下进行球磨，得到纳米分散混合体；或者，在保护气氛下对铝粉和氧化钙粉末分别进行球磨，将球磨后得到的物料进行混合，得到纳米分散混合体。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建国，江宇辉，于书尧，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11