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一种修复铅镉砷复合污染的土壤钝化剂及其制备方法和应用技术

技术编号:30178573 阅读:2 留言:0更新日期:2021-09-25 15:40
本发明专利技术提供了一种修复铅镉砷复合污染的土壤钝化剂的制备方法,包括步骤:S1,将氯化铁溶液加入氯化钙溶液中,得第一混合溶液;然后向所述第一混合溶液中加入磷酸氢二铵溶液,得第二混合溶液;S2,将所述第二混合溶液的pH调节至1.5

【技术实现步骤摘要】
一种修复铅镉砷复合污染的土壤钝化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及土壤修复领域,尤其涉及一种修复铅镉砷复合污染的土壤钝化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]铅、镉、砷主要是由有色冶炼、化工、皮革生产等行业未经处理或未达标排放而产生,并经过长期的积累,导致严重的土壤环境问题。同时这些毒性效应显著的金属元素,也对人民的健康与安全产生了严重的威胁。
[0003]为了能够去除土壤中的重金属物质,现有的土壤重金属污染修复技术有物理、化学、生物修复技术三类。现有的修复技术虽然具有一定的修复效果,但物理工程修复技术和生物修复技术有着工程量较大、成本高、修复法周期长、易受到环境因素影响且不适合大规模地应用于大面积重金属污染土壤缺点,而化学钝化法由于其成本低、周期短、适用范围广的特点,成为一种可行的选择。然而,化学钝化法对于重金属的有效去除效率还需要进一步提高,另外,由于铅、镉和砷的完全相反的化学行为也使得同步稳定铅镉砷三种重金属十分困难,并且,目前针对三者复合污染同时固定的理想钝化剂还未有相应的报道。
[0004]鉴于此,有必要提供一种修复铅镉砷复合污染的土壤钝化剂的制备方法,以解决或至少缓解上述无法有效且同步去除土壤中的铅镉砷的缺陷。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的是提供一种修复铅镉砷复合污染的土壤钝化剂及其制备方法和应用,旨在解决现有技术中无法有效且同步去除土壤中的铅镉砷的技术问题。
[0006]为实现上述目的,本专利技术提供一种修复铅镉砷复合污染的土壤钝化剂的制备方法,包括步骤:
[0007]S1,将氯化铁溶液加入氯化钙溶液中,得第一混合溶液;然后向所述第一混合溶液中加入磷酸氢二铵溶液,得第二混合溶液;
[0008]S2,将所述第二混合溶液的pH调节至1.5

2.3;然后将所述第二混合溶液调节至碱性,从而得到反应浆料;
[0009]S3,对所述反应浆料进行合成处理,得合成处理后的产物,其中,所述合成处理包括:对所述反应浆料同步进行超声分散和微波加热;
[0010]S4,对所述合成处理后的产物进行固液分离,得固态产物;然后对所述固态产物依次进行清洗、干燥和研磨,得土壤钝化剂。
[0011]进一步地,在所述第一混合溶液中,铁离子:铁离子与钙离子之和的摩尔比为0.2

0.4:1。
[0012]进一步地,在所述第二混合溶液中,铁离子与钙离子之和:磷酸根离子的摩尔比为1.5

1.7:1。
[0013]进一步地,在所述步骤S2中,通过向所述第二混合溶液中加入硝酸溶液将所述第
二混合溶液的pH调节至1.5

2.3;通过向所述第二混合溶液中加入氨水将所述第二混合溶液调节至碱性。
[0014]进一步地,所述将所述第二混合溶液调节至碱性为:将所述第二混合溶液的pH调节至9.0

11.1。
[0015]进一步地,所述合成处理在超声

微波合成仪中进行。
[0016]进一步地,所述合成处理的时间为5

30min。
[0017]进一步地,在所述步骤S4中,所述清洗包括:采用水和乙醇对所述固态产物进行多次离心清洗。
[0018]本专利技术还提供了一种修复铅镉砷复合污染的土壤钝化剂,采用如上述任意一项所述土壤钝化剂的制备方法进行制备。
[0019]本专利技术还提供一种如上述任意一项所述的土壤钝化剂在修复铅镉砷复合污染土壤中的应用。
[0020]与现有技术相比,本专利技术具有以下优点:
[0021]本专利技术能够有效且同步去除土壤中的铅镉砷;本专利技术通过以氯化钙溶液为钙源、磷酸氢二铵溶液为磷源,采用超声辅助微波水热的方法,然后通过在合成过程中添加一定比例的氯化铁溶液为掺杂剂,从而对羟基磷灰石进行掺杂改性,经离心洗涤、干燥后即得一种能够修复铅镉砷复合污染的土壤钝化剂。由于不经过掺铁改性的纯羟基磷灰石颗粒为棒状结构,且结构较为均匀,破碎颗粒也相对较少,结晶度相对较高,因此其比表面积小,而本专利技术通过掺入Fe离子,影响了羟基磷灰石晶格的生长从而产生不同程度的晶格缺陷,使得Fe

HAP颗粒棒状长度变小、破碎,并具有更多的孔隙,因此铁离子掺杂后的羟基磷灰石相对于掺杂前会具有更大的比表面积,使得本专利技术所得的材料对于铅镉的去除率增高;另外,由于本专利技术所得材料中掺入了铁离子,还能对砷进行有效地去除,而且,本专利技术采用的氯化钙和氯化铁为钙源和铁源,更加地环保,且本专利技术还采用了超声辅助微波水热的方式进行合成处理,使得合成反应更加快速高效。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,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例,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示出的结构获得其他的附图。
[0023]图1为实施例1

3和对比例1中所得材料的SEM图。
[0024]图2为实施例1

3和对比例1中所得材料的XRD图。
[0025]图3为实施例1

3所得材料的铁元素XPS图。
[0026]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施方式中的附图,对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本专利技术的一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施方式,都属于本专利技术保护的范围。
[0028]需要说明,本专利技术实施方式中所有方向性指示(诸如上、下
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
[0029]另外,在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其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。
[0030]并且,本专利技术各个实施方式之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0031]为了能够有效且同步去除土壤中的铅镉砷,本专利技术提供了一种修复铅镉砷复合污染的土壤钝化剂的制备方法,包括步骤:
[0032]S1,将氯化铁溶液加入氯化钙溶液中,得第一混合溶液;然后向所述第一混合溶液中加入磷酸氢二铵溶液,得第二混合溶液。
[0033]需注意的是本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种修复铅镉砷复合污染的土壤钝化剂的制备方法,其特征在于,包括步骤:S1,将氯化铁溶液加入氯化钙溶液中,得第一混合溶液;然后向所述第一混合溶液中加入磷酸氢二铵溶液,得第二混合溶液;S2,将所述第二混合溶液的pH调节至1.5

2.3;然后将所述第二混合溶液调节至碱性,从而得到反应浆料;S3,对所述反应浆料进行合成处理,得合成处理后的产物,其中,所述合成处理包括:对所述反应浆料同步进行超声分散和微波加热;S4,对所述合成处理后的产物进行固液分离,得固态产物;然后对所述固态产物依次进行清洗、干燥和研磨,得土壤钝化剂。2.根据权利要求1所述的土壤钝化剂的制备方法,其特征在于,在所述第一混合溶液中,铁离子:铁离子与钙离子之和的摩尔比为0.2

0.4:1。3.根据权利要求2所述的土壤钝化剂的制备方法,其特征在于,在所述第二混合溶液中,铁离子与钙离子之和:磷酸根离子的摩尔比为1.5

1.7:1。4.根据权利要求1所述的土壤钝化剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤S2中,通过向所述第二混...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨志辉龚航远赵飞平杨卫春谢嫣
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:

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