一种复合菌土壤修复剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合菌土壤修复剂及其制备方法，涉及土壤修复剂技术领域。本发明专利技术先使用硝酸铁、硝酸镍、纤维素进行等离子辅助煅烧工艺，得到具有磁性和刚性泡沫结构的碳凝胶层；再将碳凝胶层浸在复合菌种溶液中，得到含有复合菌种的碳凝胶层；最后利用4

【技术实现步骤摘要】
一种复合菌土壤修复剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及土壤修复剂
，具体为一种复合菌土壤修复剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着工业化进程的不断加快，矿产资源的不合理开采及其冶炼排放、长期对土壤进行污水灌溉和污泥施用、人为活动引起的大气沉降、化肥和农药的施用等原因，中国现有耕地有近1/5受到不同程度的污染，污染土壤将导致农作物减产，甚至有可能引起农产品中污染物超标，进而危害人体健康。另外，随着经济发展与城市化的加速，工矿企业导致的场地污染也十分严重。由于产业结构与城市布局的变化与调整，有些化工、冶金等污染企业纷纷搬迁，加上一些企业的倒闭，污染场地不断产生。
[0003]土壤是人类社会生产活动的重要物质基础，是不可缺少、难以再生的自然资源。没有处理的污染场地将是化学定时炸弹，一旦大面积爆发将会对国家可持续发展造成难以估量的影响，因此必须对土壤污染的预防和污染土壤修复予以高度重视，由此土壤修复剂产业也应运而生。在研究污染土壤修复技术的道路上，复合菌土壤修复剂以其绿色环保、能耗低、来源广、修复效率高等优势在一众土壤修复剂中脱颖而出，但是复合菌土壤修复剂对土壤环境要求极高，在重金属等多重污染的恶劣土壤环境中修复效率低，成活率也低，大大限制了复合菌土壤修复剂的广泛应用。
[0004]本专利技术关注到了这类问题，通过制备复合菌土壤修复剂来解决这一问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种复合菌土壤修复剂及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种复合菌土壤修复剂，按重量份数计，主要包括30～40份碳凝胶层，40～60份复合菌种，24～36份微孔层，所述碳凝胶层是利用硝酸铁、硝酸镍、纤维素通过等离子辅助煅烧工艺制备得到；所述微孔层是由4
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氨基邻苯二腈、均苯四甲酸二酐通过微波辅助液相沉积工艺包裹在含有复合菌种的碳凝胶层表面制备得到。
[0008]进一步的，所述复合菌种是由赫氏埃希菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌混合得到。
[0009]进一步的，一种复合菌土壤修复剂的制备方法，主要包括以下制备步骤：
[0010](1)使用硝酸铁、硝酸镍、纤维素进行等离子辅助煅烧工艺制备碳凝胶层；
[0011](2)复合菌种溶液的制备；
[0012](3)含有复合菌种的碳凝胶层的制备；
[0013](4)利用4
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氨基邻苯二腈、均苯四甲酸二酐通过微波辅助液相沉积工艺在含有复合菌种的碳凝胶层表面包裹微孔层，制备复合菌土壤修复剂。
[0014]进一步的，所述复合菌土壤修复剂的制备方法主要包括以下制备步骤：
[0015](1)在24～26℃、350～450r/min条件下，将预处理的纤维素、硝酸镍、硝酸铁和去离子水按质量比1：0.8：0.8：11～1：0.9：0.9：12混合搅拌60～80min，于
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10～
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4℃冷冻11～13h后，在
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57～
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55℃、12～18Pa条件下冷冻干燥47～49h，得到复合纤维素凝胶；在氮气氛围下，以1～3℃/min升温至780～820℃，将复合纤维素凝胶煅烧1.8～2.1h，以相同升温速率继续升温至1100～1300℃，煅烧1.5～1.8h，取出冷却至室温，得到碳凝胶；将碳凝胶粉碎过90～110目筛，得到碳凝胶层；
[0016](2)在16～20℃条件下，将复合菌种和去离子水按质量比1：5～1：7混合，130～160r/min下搅拌20～40min后，放入4～6℃冰箱中冷藏备用，得到复合菌种溶液；
[0017](3)在4～6℃、38～42％湿度条件下，将碳凝胶层和复合菌种溶液按质量比1：8～1：12混合，120～140r/min下搅拌18～22min，于
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10～
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4℃冷冻11～13h后，在
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57～
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55℃、12～18Pa条件下冷冻干燥47～49h，得到含有复合菌种的碳凝胶层；
[0018](4)在2200～2400MHz和600～800W微波条件下，将含有复合菌种的碳凝胶层和均苯四甲酸酐沉积液按质量比1：4.2～1：5.7混合，200～240r/min下搅拌30～40min后，以50～60滴/min滴加含有复合菌种的碳凝胶层质量4.6～5.9倍的4
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氨基邻苯二腈沉积液，相同搅拌速度下搅拌1.5～2.5h，自然冷却至室温，静置1～2h后过滤，用丙酮洗涤3～5次后，用去离子水洗涤3～4次，在室温下干燥12～18h，得到复合菌土壤修复剂。
[0019]进一步的，步骤(1)所述预处理的纤维素的制备步骤如下：在湿度为38～42％、放电间距为6～7mm、输入功率为70～80W和氮气保护条件下，将纤维素等离子处理2～3min，得到预处理的纤维素。
[0020]进一步的，步骤(2)所述复合菌种的制备方法如下：在16～20℃条件下，将赫氏埃希菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌按质量比1：1.2：0.8～1：1.4：1.2混合，130～160r/min下搅拌5～10min，得到复合菌种。
[0021]进一步的，步骤(4)所述均苯四甲酸酐沉积液的制备方法如下：将均苯四甲酸二酐和苯按质量比1：10～1：12混合，置于85～105℃的油浴锅中，600～800r/min搅拌条件下回流1～2h，得到均苯四甲酸酐沉积液。
[0022]进一步的，步骤(4)所述4
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氨基邻苯二腈沉积液的制备方法如下：将4
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氨基邻苯二腈和苯按质量比1：10～1：12混合，置于83～87℃的油浴锅中，600～800r/min搅拌条件下回流0.8～1h，得到4
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氨基邻苯二腈沉积液。
[0023]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0024]本专利技术先使用硝酸铁、硝酸镍、纤维素进行等离子辅助煅烧工艺制备得到碳凝胶层；再将碳凝胶层浸渍在复合菌种溶液中，得到含有复合菌种的碳凝胶层；最后利用4
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氨基邻苯二腈、均苯四甲酸二酐通过微波辅助液相沉积工艺在含有复合菌种的碳凝胶层表面包裹微孔层，制备得到复合菌土壤修复剂。
[0025]首先，使用硝酸铁、硝酸镍、纤维素进行等离子辅助煅烧工艺制备得到碳凝胶层，使纤维素表面带有大量羧基、氨基等自由基团，铁离子、镍离子和纤维素表面羧基形成稳定的配位键交联，将铁、镍离子均匀分散在纤维素中，避免了煅烧生成的铁镍合金在碳凝胶中大量团聚，形成以铁镍合金为交联点的交联，有利于增加碳凝胶的交联密度，从而增强碳凝胶的耐久性能，进而增强了复合菌土壤修复剂的使用寿命；此时，部分硝酸根离子受热分解生成的二氧化氮和氧气，形成泡沫结构的碳凝胶，增强了碳凝胶的吸附性，可以吸附大量复
合菌种溶液；泡沫结构的碳凝胶内部未完全碳化的纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合菌土壤修复剂，按重量份数计，主要包括30～40份碳凝胶层，40～60份复合菌种，24～36份微孔层，其特征在于，所述碳凝胶层是利用硝酸铁、硝酸镍、纤维素通过等离子辅助煅烧工艺制备得到；所述微孔层是由4
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氨基邻苯二腈、均苯四甲酸二酐通过微波辅助液相沉积工艺包裹在含有复合菌种的碳凝胶层表面制备得到。2.根据权利要求3所述的一种复合菌土壤修复剂，其特征在于，所述复合菌种是由赫氏埃希菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌混合得到。3.一种复合菌土壤修复剂的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：(1)使用硝酸铁、硝酸镍、纤维素进行等离子辅助煅烧工艺制备碳凝胶层；(2)复合菌种溶液的制备；(3)含有复合菌种的碳凝胶层的制备；(4)利用4
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氨基邻苯二腈、均苯四甲酸二酐通过微波辅助液相沉积工艺在含有复合菌种的碳凝胶层表面包裹微孔层，制备复合菌土壤修复剂。4.根据权利要求3所述一种复合菌土壤修复剂的制备方法，其特征在于，所述复合菌土壤修复剂的制备方法主要包括以下制备步骤：(1)在24～26℃、350～450r/min条件下，将预处理的纤维素、硝酸镍、硝酸铁和去离子水按质量比1：0.8：0.8：11～1：0.9：0.9：12混合搅拌60～80min，于
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4℃冷冻11～13h后，在
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55℃、12～18Pa条件下冷冻干燥47～49h，得到复合纤维素凝胶；在氮气氛围下，以1～3℃/min升温至780～820℃，将复合纤维素凝胶煅烧1.8～2.1h，以相同升温速率继续升温至1100～1300℃，煅烧1.5～1.8h，取出冷却至室温，得到碳凝胶；将碳凝胶粉碎过90～110目筛，得到碳凝胶层；(2)在16～20℃条件下，将复合菌种和去离子水按质量比1：5～1：7混合，130～160r/min下搅拌20～40min后，放入4～6℃冰箱中冷藏备用，得到复合菌种溶液；(3)在4～6℃、38～42％湿度条件下，将碳凝胶层和复合菌种溶液按质量比1：8～1：12混合，120～140r/min下搅拌18～22min，于

【专利技术属性】
技术研发人员：冯悦如，
申请(专利权)人：冯悦如，
类型：发明
国别省市：