一种土壤用重金属修复剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种土壤用重金属修复剂及其制备方法。所述土壤用重金属修复剂由改性多孔四氧化三铁、改性活性炭和改性蒙脱土组成，所述改性多孔四氧化三铁由多孔四氧化三铁、乙二胺四乙酸和巯基乙醇反应制得，所述多孔四氧化三铁由硫酸铁、尿素、水、铁粉、乙二胺四乙酸、三聚甲醛、草酸、KH‑550偶联剂和乙醇反应制得，所述改性活性炭由活性炭、双氧水、浓硝酸、乙二胺四乙酸和12‑巯基十二酸反应制得，所述改性蒙脱土由蒙脱土、乙二胺四乙酸、巯基乙酸和乙二胺反应制得。本发明专利技术提供的土壤用重金属修复剂具有优异的降低土壤中重金属离子含量性能。

A Heavy Metal Repair Agent for Soil and Its Preparation Method

The invention relates to a heavy metal repairing agent for soil and a preparation method thereof. The heavy metal repairing agent for soil consists of modified porous ferric oxide, modified activated carbon and modified montmorillonite. The modified porous ferric oxide is prepared by reaction of porous ferric oxide, ethylenediaminetetraacetic acid and mercaptoethanol. The porous ferric oxide is composed of ferric sulfate, urea, water, iron powder, ethylenediaminetetraacetic acid, trimethylene aldehyde, oxalic acid, KH 550 coupling agent and so on. The modified activated carbon is prepared by reaction of activated carbon, hydrogen peroxide, concentrated nitric acid, ethylenediaminetetraacetic acid and 12 mercaptododecanoic acid. The modified montmorillonite is prepared by reaction of montmorillonite, ethylenediaminetetraacetic acid, mercaptoacetic acid and ethylenediamine. The heavy metal repairing agent for soil provided by the invention has excellent performance of reducing the content of heavy metal ions in soil.

【技术实现步骤摘要】
一种土壤用重金属修复剂及其制备方法
本专利技术涉及土壤修复领域，具体涉及一种土壤用重金属修复剂及其制备方法。
技术介绍
随着社会经济的飞速发展和化肥农药的滥用，土壤重金属污染问题的解决刻不容缓，因而，不同领域研究人员对降低污染土壤中重金属含量的研究逐渐成为热点。由于普通土壤用重金属修复剂存在修复效率低等缺陷，因此，土壤修复剂在高效降低土壤重金属含量方面需要进行提升。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种土壤用重金属修复剂，该土壤用重金属修复剂采用改性多孔四氧化三铁、改性活性炭和改性蒙脱土制备得到，具有优异的降低土壤中重金属离子含量性能。本专利技术的另一目的在于提供上述土壤用重金属修复剂的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种土壤用重金属修复剂，由质量份数比为35:38～49:29～37的改性多孔四氧化三铁、改性活性炭和改性蒙脱土组成；其中，所述的改性多孔四氧化三铁由质量份数比为23:34～50:23～34的多孔四氧化三铁、乙二胺四乙酸和巯基乙醇反应制得；所述的多孔四氧化三铁由质量份数比为46:23～33:5～9:6.1～6.8:16～23:17～26:21～35:0.3～2:88～100的硫酸铁、尿素、水、铁粉、乙二胺四乙酸、三聚甲醛、草酸、KH-550偶联剂和乙醇反应制得；所述的改性活性炭由质量份数比38:12～21:8～17:43～51:39～53的活性炭、双氧水、浓硝酸、乙二胺四乙酸和12-巯基十二酸反应制得；所述的改性蒙脱土由质量份数比为27:37～43:25～34:21～30的蒙脱土、乙二胺四乙酸、巯基乙酸和乙二胺反应制得。优选地，所述的改性多孔四氧化三铁、改性活性炭和改性蒙脱土的质量份数比为35:43:32。上述土壤用重金属修复剂的制备方法，包括如下步骤：(1)、将蒙脱土和乙二胺四乙酸加入到水热反应釜中，维持体系温度196～217℃条件下反应1～4h，将巯基乙酸添加至水热反应釜，维持水热反应温度为103～128℃条件下反应1～3h，将乙二胺添加至水热反应釜，维持水热反应温度为73～90℃条件下反应45min，将水热反应温度升温至187～210℃条件下反应0.5～2h，产物经500mL乙醇超声洗涤3次，干燥，得到改性蒙脱土；所述的乙二胺四乙酸、巯基乙酸和乙二胺的目的为增加蒙脱土的层间距；(2)、将活性炭、双氧水和浓硝酸添加至水热反应釜中，维持水热反应温度87～103℃条件下反应0.5～2h，产物经500mL水超声洗涤3次、500mL乙醇超声洗涤3次，干燥，将物料和乙二胺四乙酸添加至反应釜中，搅拌速度为150r/min，反应温度为218～230℃、-0.06MPa条件下回流反应1.5～4h，将物料和12-巯基十二酸添加至水热反应釜中，维持水热反应温度为119～137℃条件下反应1.5～5h，产物经500mL乙醇超声洗涤4次，干燥，得到改性活性炭；所述的乙二胺四乙酸和12-巯基十二酸的目的为提高对重金属离子的络合和固定性能；(3)、将硫酸铁、尿素、水、铁粉、乙二胺四乙酸、三聚甲醛、草酸、KH-550偶联剂和乙醇加入到水热反应釜中，维持体系水热反应温度65℃条件下水热反应20min，将水热反应温度升温至83～100℃反应45～60min，将水热反应温度升温至125～150℃反应1～3h，将水热反应温度升温至165～190℃反应2～6h，产物经过滤、500mL乙醇超声洗涤4次，干燥，即得到多孔四氧化三铁；所述的乙二胺四乙酸的目的为提高物料的分散均一性和颗粒尺寸；(4)、将乙二胺四乙酸和巯基乙醇加入到水热反应釜中，维持体系水热反应温度为223～236℃条件下反应1～3h，物料经1000mL乙醇洗涤3次，过滤，干燥，将物料和多孔四氧化三铁添加至反应釜中，搅拌速度为135r/min，反应温度为176～191℃、-0.07MPa减压反应1～5h，产物经过滤、500mL乙醇超声分散3次，干燥，即得到改性多孔四氧化三铁；所述的乙二胺四乙酸和巯基乙醇的目的为降低土壤中重金属离子的含量；(5)、将改性多孔四氧化三铁、改性活性炭和改性蒙脱土加入到球磨机中，筒体转速为13r/min，筒体温度为25℃球磨反应15～27min，即得到土壤用重金属修复剂。本专利技术的有益效果在于：1、乙二胺四乙酸和巯基乙酸通过对蒙脱土进行改性，能增大蒙脱土的层间距；通过乙二胺四乙酸、巯基乙酸和乙二胺对蒙脱土的修饰改性，在保持蒙脱土吸附性能的同时，提高蒙脱土对重金属离子的络合和固定性能；制备的改性蒙脱土因其具有络合和固定重金属离子的作用能明显提高土壤中重金属离子的处理效率；2、通过氧化剂对活性炭进行表面改性，提高活性炭表面化学活性，将乙二胺四乙酸和12-巯基十二酸分子接枝到活性炭表面，不仅能保持活性炭的吸附性能，还能提高活性炭对重金属离子的络合和固定性能；制备的改性活性炭因其吸附、络合和固定作用能明显提高土壤中重金属离子的处理效率；3、乙二胺四乙酸在物料体系中能与铁离子形成络合物，不仅能提高铁离子在物料体系中的分散性均一性，还能在铁离子反应过程中调控四氧化三铁的颗粒尺寸；在四氧化三铁制备过程中，尿素、草酸和三聚甲醛作为造孔剂，能改善四氧化三铁的孔隙率和比表面积；制备的多孔四氧化三铁因其大比表面积和磁性可降低土壤中重金属离子含量，并提供了一种土壤修复剂的可回收性方法；4、巯基乙醇通过酯化反应接枝到乙二胺四乙酸结构中，制备的改性乙二胺四乙酸对多孔四氧化三铁进行表面修饰改性，赋予多孔四氧化三铁表面同时具备络合和固定重金属离子的性能；制备的改性多孔四氧化三铁因其同时具备络合和固定作用能明显提高土壤中重金属离子的处理效率；5、在改性多孔四氧化三铁、改性活性炭和改性蒙脱土协同作用下，赋予土壤用重金属修复剂优异的降低土壤中重金属离子含量性能。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本专利技术。这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本专利技术的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本专利技术所要求保护的范围。实施例1一种土壤用重金属修复剂，其制备方法包括以下步骤：(1)、将27份蒙脱土和39.5份乙二胺四乙酸加入到水热反应釜中，维持体系温度209℃条件下反应3.5h，将28.7份巯基乙酸添加至水热反应釜，维持水热反应温度为121℃条件下反应2.5h，将26.3份乙二胺添加至水热反应釜，维持水热反应温度为86℃条件下反应45min，将水热反应温度升温至203℃条件下反应1.5h，产物经500mL乙醇超声洗涤3次，干燥，得到改性蒙脱土；(2)、将38份活性炭、18份双氧水和9.8份浓硝酸添加至水热反应釜中，维持水热反应温度97℃条件下反应0.7h，产物经500mL水超声洗涤3次、500mL乙醇超声洗涤3次，干燥，将物料和46.5份乙二胺四乙酸添加至反应釜中，搅拌速度为150r/min，反应温度为221℃、-0.06MPa条件下回流反应3h，将物料和43份12-巯基十二酸添加至水热反应釜中，维持水热反应温度为129℃条件下反应3h本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤用重金属修复剂，其特征在于，由质量份数比为35:38～49:29～37的改性多孔四氧化三铁、改性活性炭和改性蒙脱土组成；其中，所述的改性多孔四氧化三铁由质量份数比为23:34～50:23～34的多孔四氧化三铁、乙二胺四乙酸和巯基乙醇反应制得；所述的多孔四氧化三铁由质量份数比为46:23～33:5～9:6.1～6.8:16～23:17～26:21～35:0.3～2:88～100的硫酸铁、尿素、水、铁粉、乙二胺四乙酸、三聚甲醛、草酸、KH‑550偶联剂和乙醇反应制得；所述的改性活性炭由质量份数比38:12～21:8～17:43～51:39～53的活性炭、双氧水、浓硝酸、乙二胺四乙酸和12‑巯基十二酸反应制得；所述的改性蒙脱土由质量份数比为27:37～43:25～34:21～30的蒙脱土、乙二胺四乙酸、巯基乙酸和乙二胺反应制得。

【技术特征摘要】
1.一种土壤用重金属修复剂，其特征在于，由质量份数比为35:38～49:29～37的改性多孔四氧化三铁、改性活性炭和改性蒙脱土组成；其中，所述的改性多孔四氧化三铁由质量份数比为23:34～50:23～34的多孔四氧化三铁、乙二胺四乙酸和巯基乙醇反应制得；所述的多孔四氧化三铁由质量份数比为46:23～33:5～9:6.1～6.8:16～23:17～26:21～35:0.3～2:88～100的硫酸铁、尿素、水、铁粉、乙二胺四乙酸、三聚甲醛、草酸、KH-550偶联剂和乙醇反应制得；所述的改性活性炭由质量份数比38:12～21:8～17:43～51:39～53的活性炭、双氧水、浓硝酸、乙二胺四乙酸和12-巯基十二酸反应制得；所述的改性蒙脱土由质量份数比为27:37～43:25～34:21～30的蒙脱土、乙二胺四乙酸、巯基乙酸和乙二胺反应制得。2.根据权利要求1所述土壤用重金属修复剂，其特征在于，所述的改性多孔四氧化三铁、改性活性炭和改性蒙脱土的质量份数比为35:43:32。3.权利要求1～2任一所述土壤用重金属修复剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)、将蒙脱土和乙二胺四乙酸加入到水热反应釜中，维持体系温度196～217℃条件下反应1～4h，将巯基乙酸添加至水热反应釜，维持水热反应温度为103～128℃条件下反应1～3h，将乙二胺添加至水热反应釜，维持水热反应温度为73～90℃条件下反应45min，将水热反应温度升温至187～210℃条件下反应0.5～2h，产物经500mL乙醇超声洗涤3次，干燥，得到改性蒙脱土；(2)、将活性炭...

【专利技术属性】
技术研发人员：代彦霞，陈云，
申请(专利权)人：代彦霞，
类型：发明
国别省市：河南,41