一种土壤修复剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及环保技术领域，具体涉及一种土壤修复剂及其制备方法和用途。本发明专利技术提供一种土壤修复剂，以重量份数计，包括：柠檬酸改性甘蔗渣60

【技术实现步骤摘要】
一种土壤修复剂及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及环保
，具体涉及一种土壤修复剂及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]镉元素移动性强，生物富集系数大，易被吸收且毒性持久。农田中的镉影响植物生长，降低作物产量和品质。而且，作物可食部积累的镉会通过食物链最终进入人体，危害人类健康。因此，如何治理镉污染土壤，减少其在作物可食部的富集，提高作物产量和质量，引起广泛关注。
[0003]目前，较为常用的镉污染修复材料有碱性改良剂(石灰、氧化镁等)、黏土矿物(沸石、海泡石等)、磷酸盐(钙镁磷肥、过磷酸钙等)和有机质(生物炭、有机堆肥等)等。然而上述改良剂成本较高，且土壤修复效果有限。
[0004]有机废弃物是农作物收获或食品加工的副产品，是一种能替代传统吸附剂的重金属固化稳定化材料。其中，甘蔗渣是由纤维素、半纤维素、木质素组成，甘蔗渣是一种具备吸附性能的偏酸性制糖工业废弃物，但吸附稳定性差，对重金属的吸附能力普遍较低，且容易被微生物分解而对环境造成二次污染，极大的限制了甘蔗渣在土壤修复中的应用。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有土壤修复剂采用天然甘蔗渣对镉污染土壤修复效果有限的缺陷，进而提供一种土壤修复剂及其制备方法和用途。
[0006]本专利技术提供一种土壤修复剂，以重量份数计，包括：柠檬酸改性甘蔗渣60
‑
80份和类水滑石10
‑
15份。
[0007]优选的，所述柠檬酸改性甘蔗渣的制备方法包括如下步骤：
[0008]1)将甘蔗渣和水混合后煮沸，浸泡，干燥，得到预处理甘蔗渣；
[0009]2)将预处理甘蔗渣和柠檬酸混合，得到的混合料进行球磨，得到所述柠檬酸改性甘蔗渣。
[0010]优选的，步骤1)中，甘蔗渣和水的质量比为(58
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82):(60
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70)；
[0011]步骤2)中，预处理甘蔗渣和柠檬酸的质量比为(59
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83):(5
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10)；
[0012]步骤1)中，煮沸时间为45
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60min，所述浸泡步骤采用水进行浸泡，干燥温度100
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120℃，干燥时间2
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2.5h；
[0013]步骤2)中，所述球磨为湿法球磨，湿法球磨中，混合物料、研磨球、溶剂的质量比为(60
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90):(3500
‑
4500):(10
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13)；优选的，所述溶剂为乙醇，球磨转速为400
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550rpm，球磨时间为1.5
‑
2.5h；
[0014]步骤2)中球磨结束后还包括将球磨产物进行洗涤，干燥，研磨，过筛的步骤。
[0015]优选的，步骤1)浸泡时间1
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2h；步骤2)中，所述研磨球粒径为5
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10mm，球磨方向转换频率为4
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6min/次；步骤2)中，干燥温度100
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120℃，干燥时间0.5
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1h。
[0016]优选的，所述类水滑石包括镁铝水滑石。
[0017]优选的，所述镁铝水滑石的制备方法包括如下步骤：
[0018]将镁盐和铝盐的混合溶液和碱溶液混合反应，反应结束后静置，过滤，洗涤，干燥，研磨，得到所述镁铝水滑石。
[0019]优选的，将镁盐和铝盐的混合溶液和碱溶液混合反应的步骤为：将所述混合溶液与碱溶液同时滴入水中进行反应。
[0020]优选的，所述混合溶液、碱溶液和水的体积比为(30
‑
50):(50
‑
70):(70
‑
80)。
[0021]优选的，所述混合溶液和碱溶液的体积比为(30
‑
50):(50
‑
70)。
[0022]优选的，所述混合溶液的溶剂为水，所述镁盐为Mg(NO3)2，所述铝盐为Al(NO3)3，混合溶液中镁盐的浓度为(0.18
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0.25)mol/L，铝盐的浓度为(0.09
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0.12)mol/L；
[0023]所述碱溶液为NaOH水溶液，NaOH水溶液的浓度为(0.5
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0.7)mol/L。
[0024]优选的，所述混合反应的反应温度为20
‑
25℃，反应时间为8h；静置温度20
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25℃，静置时间10
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15h；洗涤为用水洗涤；干燥在冷冻干燥器中进行。
[0025]本专利技术还提供上述所述土壤修复剂的制备方法，包括如下步骤：将柠檬酸改性甘蔗渣和类水滑石混合后即得。
[0026]本专利技术还提供上述所述土壤修复剂或上述所述制备方法制备得到的土壤修复剂在重金属污染土壤修复中的应用。
[0027]优选的，所述重金属为镉。
[0028]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0029]1、本专利技术提供的一种土壤修复剂，包括：以重量份数计，柠檬酸改性甘蔗渣60
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80份和类水滑石10
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15份。经柠檬酸改性后的甘蔗渣表面活性位点数量(羧基官能团)会大大增加，类水滑石材料其结构主要为层间阴离子经过多重堆叠反应后组成，呈碱性，类水滑石是由丰富的羟基和层间阴离子组成，它们可与镉离子发生沉淀反应，但类水滑石致密的堆叠结构、轻质属性在反应过程中会限制水滑石的吸附容量，本专利技术通过将柠檬酸改性甘蔗渣和类水滑石进行复配，两者相互作用一方面可以增大沉淀、络合重金属的作用，显著提升对重金属镉的吸附效果，另一方面还可以调节复合材料的pH，解决了改性后材料pH低、类水滑石材料吸附性能受限的问题。
[0030]2、本专利技术提供的修复剂，进一步的，所述柠檬酸改性甘蔗渣的制备方法包括如下步骤：将甘蔗渣和水混合后煮沸，浸泡，干燥，得到预处理甘蔗渣；将预处理甘蔗渣和柠檬酸混合，得到的混合料进行球磨，得到所述柠檬酸改性甘蔗渣。本专利技术通过先对甘蔗渣进行预处理，然后将其与柠檬酸进行球磨，球磨可加速柠檬酸对甘蔗渣的改性，同时球磨过程中产生的机械化学力有增加甘蔗渣比表面积、增大含氧官能团的作用，有利于提升改性材料对重金属的吸附、钝化效果。本专利技术通过将预处理的甘蔗渣与柠檬酸进行球磨处理获得的柠檬酸改性甘蔗渣相对于较常规超声、研磨、柠檬酸浸泡等手段，能进一步提升其对重金属镉的吸附效果。同时获得的柠檬酸改性甘蔗渣粒径均匀，为微纳米材料，易批量化生产，所需设备和制备过程经济易实现，无需加热，调节pH。
[0031]3、本专利技术提供的修复剂，进一步的，所述球磨为湿法球磨，湿法球磨中采用溶剂为乙醇，能使柠檬酸晶粒溶解至乙醇中，同时，提高球磨效率，缩短球磨时间，克服了材料与研磨介质分离过程中易产生固体粉尘的缺点，生产过程更加清洁环保。同时，相较于水等其他溶剂，乙醇能在球磨过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤修复剂，其特征在于，以重量份数计，包括：柠檬酸改性甘蔗渣60
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80份和类水滑石10
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15份。2.根据权利要求1所述的土壤修复剂，其特征在于，所述柠檬酸改性甘蔗渣的制备方法包括如下步骤：1)将甘蔗渣和水混合后煮沸，浸泡，干燥，得到预处理甘蔗渣；2)将预处理甘蔗渣和柠檬酸混合，得到的混合料进行球磨，得到所述柠檬酸改性甘蔗渣。3.根据权利要求2所述的土壤修复剂，其特征在于，步骤1)中，甘蔗渣和水的质量比为(58
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82):(60
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70)；步骤2)中，预处理甘蔗渣和柠檬酸的质量比为(59
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83):(5
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10)；步骤1)中，煮沸时间为45
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60min，所述浸泡步骤采用水进行浸泡，干燥温度100
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120℃，干燥时间2
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2.5h；步骤2)中，所述球磨为湿法球磨，湿法球磨中，混合物料、研磨球、溶剂的质量比为(60
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90):(3500
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4500):(10
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13)；优选的，所述溶剂为乙醇，球磨转速为400
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550rpm，球磨时间为1.5
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【专利技术属性】
技术研发人员：张冉，熊静，王文峰，郭丽莉，李博，李书鹏，阎思诺，刘渊文，
申请(专利权)人：北京建工环境修复股份有限公司，
类型：发明
国别省市：