铁铈改性纤维素土壤稳定剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了铁铈改性纤维素土壤稳定剂及其制备方法和用途。其中，制备铁铈改性纤维素土壤稳定剂的方法包括：(1)将纤维素材料进行破碎处理，得到纤维素粉末；(2)将所述纤维素粉末、铁盐溶液、铈盐溶液混合并进行球磨处理，得到第一混料；(3)将所述第一混料与氨水混合并进行搅拌处理，得到第二混料；(4)将所述第二混料进行干燥处理，得到所述铁铈改性纤维素土壤稳定剂。该铁铈改性纤维素土壤稳定剂的制备过程简单、无毒、易操作，产物产率高，且具有稳定砷效率高、吸附容量大、处理效果稳定等优点。

Iron Cerium Modified Cellulose soil stabilizer and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
铁铈改性纤维素土壤稳定剂及其制备方法和用途
本专利技术涉及环境领域，具体而言，本专利技术涉及铁铈改性纤维素土壤稳定剂及其制备方法和用途。
技术介绍
砷是一种广泛纯在于自然界中的微量元素，具有很多类金属的特点和性能，主要以负三价、零价、三价和五价四种化合价态的形式在自然界中存在。随着工农业的发展，人类活动导致的环境砷污染也越来越严重，全国约10％的耕地受到不同程度的重金属污染，而受砷污染的耕地面积占总污染面积的30％以上。由于砷是一种原生态的毒物，具有十分广泛的生物效应，可以通过与酶或者蛋白中的巯基发生相互作用以及增加细胞中的活性氧的形式因其细胞损伤而产生毒性。砷在土壤中的累积，不仅影响着动植物生长和发育，危害土壤微生物的种类及数量，而且还可以通过食物链最终进入人体，对人类的生命健康造成威胁。天然纤维素基材具有多微孔、多毛细管、大比表面积等特性，纤维素分子中含有大量羟基，这些为其作为稳定剂提供了条件。通过对纤维素分子改性，在其分子中引入针对不同的重金属具有特定吸附性能的官能团，使其具有靶向功能，具有更多高吸附基团，从而提高对目标污染物的吸附能力。稀土元素的氧化物和稀土盐类具有良好的吸附阴阳离子的能力，以稀土元素为主要吸附成分的新型吸附剂的开发应用已经得到了国内外的关注，但稀土元素作为土壤稳定修复剂的研究较少，而且多处于研究阶段。铈(Ce)是稀土元素中资源量最大，丰度最高的元素。铈(Ce)具有未充满电子的4f轨道和镧系收缩等特征，表现出独特的化学性能，资料表明，氢氧化铈(又称水合氧化铈)对氟、As(III)和As(V)具有优良的选择性吸附效应。然而，现有的稀土改性土壤稳定剂及其制备方法仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出铁铈改性纤维素土壤稳定剂及其制备方法和用途。该铁铈改性纤维素土壤稳定剂的制备过程简单、无毒、易操作，产物产率高，且具有稳定砷效率高、吸附容量大、处理效果稳定等优点。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备铁铈改性纤维素土壤稳定剂的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将纤维素材料进行破碎处理，得到纤维素粉末；(2)将所述纤维素粉末、铁盐溶液、铈盐溶液混合并进行球磨处理，得到第一混料；(3)将所述第一混料与氨水混合并进行搅拌处理，得到第二混料；(4)将所述第二混料进行干燥处理，得到所述铁铈改性纤维素土壤稳定剂。采用根据本专利技术上述实施例的方法制备铁铈改性纤维素土壤稳定剂，首先将纤维素材料(例如木屑等)进行破碎处理，然后将所得纤维素粉末与铁盐溶液和铈盐溶液混合并进行球磨，在球磨作用下，纤维素粉末进一步细化，反应物混合更均匀，且其中的羟基进一步暴露，与铁、铈更易结合，并使该土壤稳定剂获得更高的活性组分负载能力。后续，通过与碱液反应和干燥处理，铁、铈以氧化物的形式稳定地结合在纤维素载体上，得到铁铈改性纤维素土壤稳定剂产品。由此，根据本专利技术实施例的制备铁铈改性纤维素土壤稳定剂的方法过程简单、无毒、易操作，产物产率高，且制备得到的土壤稳定剂具有稳定砷效率高、吸附容量大、处理效果稳定等优点。另外，根据本专利技术上述实施例的制备铁铈改性纤维素土壤稳定剂的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述纤维素材料为木质纤维素材料。在本专利技术的一些实施例中，所述纤维素材料为木屑。在本专利技术的一些实施例中，所述纤维素材料包括选自松木屑、桉木屑、枫木屑、榆木屑、榉木屑中的至少之一。在本专利技术的一些实施例中，所述纤维素粉末的平均粒径为0.25～1.00mm。在本专利技术的一些实施例中，所述铁盐为九水合硝酸铁，所述铈盐为七水合三氯化铈。在本专利技术的一些实施例中，所述纤维素粉末、所述铁盐、所述铈盐的质量比为100:(72.14～216.43):(26.59～79.78)。在本专利技术的一些实施例中，所述球磨处理在200～300r/min的转速下进行30～60min完成。在本专利技术的一些实施例中，所述搅拌处理在20～40r/min进行60～90min完成。在本专利技术的一些实施例中，所述干燥处理在40～80℃下进行。在本专利技术的另一方面，本专利技术提出了一种铁铈改性纤维素土壤稳定剂。根据本专利技术的实施例，该铁铈改性纤维素土壤稳定是由上述实施例的制备铁铈改性纤维素土壤稳定剂的方法制备得到的。由此，该铁铈改性纤维素土壤稳定剂具有稳定砷效率高、吸附容量大、处理效果稳定等优点。在本专利技术的再一方面，本专利技术提出了上述实施例的铁铈改性纤维素土壤稳定剂在处理含砷土壤中的用途。本专利技术提出的铁铈改性纤维素土壤稳定剂具有稳定砷效率高、吸附容量大、处理效果稳定等优点。将该土壤稳定剂应用于砷污染土壤的处理，可以高效去除土壤中的砷。同时，该土壤稳定剂采用纤维素作为活性组分载体，利用该土壤稳定剂处理砷污染土壤，有利于农作物还田，不产生二次污染。由此，该土壤稳定剂更易于工业化和产业化。在本专利技术的一些实施例中，所述含砷土壤的含水率为20～40％。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的制备铁铈改性纤维素土壤稳定剂的方法流程示意图；图2是实施例5中制备得到的铁铈改性纤维素土壤稳定剂的扫描电镜图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备铁铈改性纤维素土壤稳定剂的方法。参考图1，根据本专利技术的实施例，该方法包括：S100：破碎处理该步骤中，将纤维素材料进行破碎处理，得到纤维素粉末。通过采用纤维素材料作为土壤吸附剂中活性组分的载体，载体原料为农业废弃物，来源广泛、价格低廉、环境友好，制备得到的土壤稳定剂在应用中有利于农作物还田，不产生二次污染。根据本专利技术的一些实施例，上述纤维素材料可以为木质纤维素材料。木质纤维素结构疏松多孔，更适宜用作纤维素载体原料。根据本专利技术的一些实施例，上述纤维素材料可以为木屑。根据本专利技术的一些实施例，上述纤维素材料可以包括选自松木屑、桉木屑、枫木屑、榆木屑、榉木屑中的至少之一。根据本专利技术的一些实施例，上述纤维素粉末的平均粒径为0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备铁铈改性纤维素土壤稳定剂的方法，其特征在于，包括：/n(1)将纤维素材料进行破碎处理，得到纤维素粉末；/n(2)将所述纤维素粉末、铁盐溶液、铈盐溶液混合并进行球磨处理，得到第一混料；/n(3)将所述第一混料与氨水混合并进行搅拌处理，得到第二混料；/n(4)将所述第二混料进行干燥处理，得到所述铁铈改性纤维素土壤稳定剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备铁铈改性纤维素土壤稳定剂的方法，其特征在于，包括：
(1)将纤维素材料进行破碎处理，得到纤维素粉末；
(2)将所述纤维素粉末、铁盐溶液、铈盐溶液混合并进行球磨处理，得到第一混料；
(3)将所述第一混料与氨水混合并进行搅拌处理，得到第二混料；
(4)将所述第二混料进行干燥处理，得到所述铁铈改性纤维素土壤稳定剂。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维素材料为木质纤维素材料；
任选地，所述纤维素材料包括选自松木屑、桉木屑、枫木屑、榆木屑、榉木屑中的至少之一。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维素粉末的平均粒径为0.25～1.00mm。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁盐为九水合硝酸铁，所述铈盐为七水合三氯化铈。


5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖选虎，黄迪，杨燕群，黄志红，龙翔，
申请(专利权)人：圣清环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53