g-C制造技术

本发明专利技术提供了一种g‑C

【技术实现步骤摘要】
g-C3N4/TiO2复合材料修复多环芳烃污染土壤的方法
本专利技术涉及土壤修复
，特别涉及一种g-C3N4/TiO2复合材料修复多环芳烃污染土壤的方法。
技术介绍
土壤是人类耐以生存和发展的重要资源，土壤一旦受到污染，土壤中的污染物会对地表水和地下水形成二次污染。土壤中的污染物会通过饮用水或土壤－植物系统，经由食物链进入人体，直接危及人体健康。同时，国家对土壤环境污染重视程度大幅提高，生态环境部(原国家环保部)、自然资源部(原国土资源部)等相关部门出台了《中华人民共和国环境保护法》、《土壤污染防治法》、《固体废物污染环境法》、“土壤十条”等系列法律法规及政策，在初步完成全国性土壤污染普测阶段性工作后，已开始转向土壤污染治理阶段。多环芳烃(Polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs)是指由两个或两个以上的苯环通过线状、角状或簇状组合而成的碳氢化合物。多环芳烃主要来源于石油、煤等有机污染物的不完全燃烧，广泛存在于空气、土壤及水环境中。多环芳烃具有极强的疏水性，且具有较高的稳定性，使得其容易累积于土壤中。多环芳烃是土壤中典型的具有致癌、致畸、致突变性的持久性有机污染物(Persistentorganicpollutants,POPs)。多环芳烃具有极强的疏水性，且具有较高的稳定性，使得其容易累积于土壤中，土壤是多环芳烃在自然环境中的仓库和中转站。多环芳烃一旦进入土壤中，将会通过饮用水或土壤－植物系统，经由食物链进入人体，直接危及人体健康。迄今为止已发现多种具有致癌性的多环芳烃，如苯并蒽、苯并芘等，动物实验表明这些多环芳烃能够诱发皮肤癌、肝癌、胃癌、甲状腺癌、恶性淋巴癌及口腔癌等，具有很强的致畸、致癌、致突变作用，在其形成、迁移、转化和降解过程中会通过皮肤、呼吸道和消化道进入人体，最终严重危害人体健康。因此必须对多环芳烃污染土壤进行无害化处理。所以多环芳烃污染土壤对人类健康的构成极大威胁，需要对多环芳烃污染土壤进行修复。多环芳烃污染土壤的修复技术主要有物理修复技术，化学修复技术和生物修复技术。物理修复技术主要包括淋洗、气提、固定化处理等。化学修复技术主要有高级氧化法。物理和化学修复技术容易造成二次污染，处理费用昂贵。生物修复技术是利于生物对多环芳烃进行吸收、转化、降解和固持，达到去除污染物的作用。生物修复技术易受生物菌种种类、培养周期及多环芳烃性质的限制，此外生物修复技术往往修复周期较长。然而，光催化技术在土壤修复领域的应用较少。主要有两个原因导致了光催化技术在土壤修复领域不被重视：(1)典型的光催化剂如TiO2，ZnO等只能在紫外光下才有催化能力，可太阳光中仅有不足5％的紫外光，对太阳光的利用率不足；(2)光催化剂主要由基于金属的氧化物、硫化物或盐类组成，重金属一旦进入土壤存在二次污染的风险。鉴于此，开发一种在可见光下具有良好的催化效果、且对土壤二次污染小的光催化剂和修复土壤的方法，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种g-C3N4/TiO2复合材料修复多环芳烃污染土壤的方法，以在可见光下具有良好的催化效果、且不会造成土壤二次污染。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种g-C3N4/TiO2复合材料修复多环芳烃污染土壤的方法，包括步骤一，对多环芳烃污染土壤进行预处理：去除多环芳烃污染土壤的异物，充分混匀；混匀后自然风干并进行碾压粉碎；粉碎后进行过筛，得到多环芳烃污染土壤颗粒；步骤二，对多环芳烃污染土壤颗粒中多环芳烃的种类和含量进行测试，确定污染物浓度；步骤三，将g-C3N4/TiO2与多环芳烃污染土壤混合并搅拌均匀，摊平后形成土层；步骤四，将摊平的土层置于光源下照射；步骤五，光照后，对土层进行翻动、搅拌。进一步的，所述多环芳烃污染土壤中包括苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并(b)荧蒽、茚并(1，2，3-cd)芘和二苯并(a，h)蒽中的至少一种。进一步的，所述多环芳烃污染土壤中多环芳烃的浓度不超过100mg/kg。进一步的，所述多环芳烃污染土壤选用50～100目的土壤筛进行处理。进一步的，g-C3N4/TiO2的制备方法包括下列步骤制备g-C3N4：将三聚氰胺置于550℃下焙烧3小时；将焙烧后的产物在体积比为1：2的乙醇和水混合溶液中超声振荡2小时，固液分离后，烘干得到g-C3N4；制备g-C3N4/TiO2：将TiO2与g-C3N4在体积比为1:2的乙醇和水混合溶液中超声振荡混合，固液分离后，烘干得到g-C3N4/TiO2复合材料；所述TiO2与g-C3N4的质量比为5～20:100。进一步的，步骤三中，所述g-C3N4/TiO2的添加量为每千克多环芳烃污染土壤中添加5～10％。进一步的，步骤三中，所述土层的厚度不超过1.5cm。进一步的，步骤四中，土层的含水量在20％～50％之间。进一步的，步骤四中，所述的光源为太阳光。进一步的，步骤五中，光照总时长不小于50h。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：1、本专利技术的土壤修复方法能够有效降低土壤中苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并(b)荧蒽、茚并(1，2，3-cd)芘和二苯并(a，h)蒽五类多环芳烃类物质的污染，使最终土壤中相应物质浓度达到风险管控标准值；该方法容易操作实施，治理周期较短且效果显著，能够有效实现经济效益、环境效益和社会效益。2、本专利技术将g-C3N4/TiO2复合材料应用于降解土壤中的多环芳烃的整个过程中，无需调节土壤的pH值，因此亦无需添加其他任何药剂，既可降低对土壤造成二次污染，又节约成本。3、本专利技术的光催化剂g-C3N4/TiO2具有优异的化学稳定性、热稳定性和优异的可见光吸收性能，使得其在本专利技术的修复方法中不仅可以在可见光照射下即可完成催化反应，而且具有良好的催化效果，同时亦能够减小对土壤造成的二次污染，为光催化技术在土壤修复领域的应用开辟了一条新途径；其次，该催化剂不仅可以促进有机物的扩散移动性，同时还增加了光的穿透能力，加速了PAHs的降解；最后，本专利技术用于制备光催化剂的物质均为容易获得的物质，进一步降低了成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本专利技术实施例3.1所述g-C3N4/TiO2复合材料修复多环芳烃污染土壤的方法中多环芳烃的降解率示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种g-C

【技术特征摘要】
1.一种g-C3N4/TiO2复合材料修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一，对多环芳烃污染土壤进行预处理：去除多环芳烃污染土壤的异物，充分混匀；混匀后自然风干并进行碾压粉碎；粉碎后进行过筛，得到多环芳烃污染土壤颗粒；
步骤二，对多环芳烃污染土壤颗粒中多环芳烃的种类和含量进行测试，确定污染物浓度；
步骤三，将g-C3N4/TiO2与多环芳烃污染土壤混合并搅拌均匀，摊平后形成土层；
步骤四，将摊平的土层置于光源下照射；
步骤五，光照后，对土层进行翻动、搅拌。


2.根据权利要求1所述的g-C3N4/TiO2复合材料修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于：所述多环芳烃污染土壤中包括苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并(b)荧蒽、茚并(1，2，3-cd)芘和二苯并(a，h)蒽中的至少一种。


3.如权利要求1所述的g-C3N4/TiO2复合材料修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于：所述多环芳烃污染土壤中多环芳烃的浓度不超过100mg/kg。


4.根据权利要求1所述的g-C3N4/TiO2复合材料修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于：步骤一中，所述多环芳烃污染土壤选用50～100目的土壤筛进行处理。


5.根据权利要求1所述的g-C3N4/TiO2复合材料修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于：g-...

【专利技术属性】
技术研发人员：车凯，刘克成，郁金星，牛向楠，侯海萍，宫云茜，陈秋，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司电力科学研究院，国网河北能源技术服务有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13