一种河道土壤修复方法及其修复剂技术

本发明专利技术涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种河道土壤修复方法及其修复剂。本发明专利技术提供的河道土壤修复剂，包括有机高分子负载零价铁材料和秸秆生物质炭，所述秸秆生物质炭和有机高分子负载零价铁材料的质量比为1：(0.2

【技术实现步骤摘要】
一种河道土壤修复方法及其修复剂


[0001]本专利技术涉及土壤修复
，具体涉及一种河道土壤修复方法及其修复剂。

技术介绍

[0002]随着工业化的发展，河道土壤重金属出现污染态势，严重影响河流水质以及河道周边土壤环境，为了解决河道土壤重金属污染问题，采用的方式之一是将污染土壤取出进行填埋，然而填埋方式不仅成本较高，且无法根本去除土壤中的污染重金属。
[0003]采用零价铁对土壤中的重金属进行去除是常见的方式之一，然而常见的河道土壤污染重金属包括镉、铬等，其中金属镉在土壤中主要以阳离子形态为主，而金属六价铬常以Cr2O
72
‑
、CrO
42
‑
的形式存在，当土壤中同时存在镉、铬时，现有修复性材料难以同时对镉、铬进行有效钝化去除。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有土壤修复材料难以同时有效去除河道土壤中的镉、铬的缺陷，进而提供一种河道土壤修复方法及其修复剂。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种河道土壤修复剂，所述修复剂原料包括有机高分子负载零价铁材料和秸秆生物质炭，所述秸秆生物质炭和有机高分子负载零价铁材料的质量比为1：(0.2
‑
0.5)。
[0007]优选的，所述有机高分子负载零价铁材料的制备方法包括如下步骤：
[0008]1)将1,4
‑
丁二胺和甲醇混合，然后在氮气保护下向其滴加丙烯酸甲酯，滴加结束后在35
‑
45℃下反应7
‑
15h，得到第一反应产物；
[0009]2)将第一反应产物和甲醇混合，然后在氮气保护下向其滴加1,4
‑
丁二胺，滴加结束后在40
‑
48℃下反应6
‑
10h，得到第二反应产物；
[0010]3)将第二反应产物和硼酸混合后进行研磨，研磨产物用水洗涤，烘干，得到有机高分子材料；
[0011]4)将有机高分子材料、无水乙醇和水混合后，加入七水合硫酸亚铁，搅拌，然后在氮气气氛下加入硼氢化钾，搅拌反应，反应结束后过滤，滤饼用水、无水乙醇依次洗涤后进行冷冻干燥，冷冻干燥结束后研磨过筛，得到所述有机高分子负载零价铁材料。
[0012]优选的，步骤1)中1,4
‑
丁二胺和丙烯酸甲酯的质量比为1：(3.9
‑
4.1)；1,4
‑
丁二胺和甲醇的质量比为1：(4
‑
5)；滴加速率为3
‑
6g/min；
[0013]步骤2)中第一反应产物和1,4
‑
丁二胺的质量比为1：(0.81
‑
0.86)；第一反应产物和甲醇的质量比为1：(5
‑
7)；滴加速率为0.4
‑
0.6g/min。
[0014]优选的，
[0015]步骤3)中第二反应产物和硼酸的质量比为1：(2.8
‑
3.5)；研磨转速为1500
‑
2500r/min，研磨时间为3
‑
6h；
[0016]步骤4)中有机高分子材料、无水乙醇、水、七水合硫酸亚铁和硼氢化钾的质量比为
1：(2.5
‑
3.5)：(5.5
‑
6.5)：(2.8
‑
3.2)：(2.8
‑
3.3)；搅拌转速为800
‑
1200r/min，搅拌时间为0.3
‑
0.8h，搅拌反应温度为25
‑
35℃，搅拌反应时间为2
‑
4h；冷冻干燥温度为
‑
65～
‑
80℃，冷冻干燥时间为3
‑
8h；过筛目数为70
‑
90目。
[0017]可选的，所述有机高分子负载零价铁材料可通过淋洗过滤的方式从土壤中分离，也可通过磁选法进行分离。
[0018]优选的，步骤1)反应结束后还包括旋蒸除去甲醇和丙烯酸甲酯的步骤；
[0019]步骤2)反应结束后还包括旋蒸除去甲醇和1,4
‑
丁二胺的步骤。
[0020]所述第二反应产物具有如下所示结构：
[0021][0022]优选的，所述秸秆生物质炭的制备方法包括如下步骤：
[0023]将玉米秸秆粉碎，然后在730
‑
760℃下炭化处理3
‑
6h，然后降温至室温，将炭化产物研磨至粒径为80
‑
120μm，得到所述秸秆生物质炭。
[0024]优选的，所述修复剂的制备方法包括如下步骤：将秸秆生物质炭和有机高分子负载零价铁材料混合后进行研磨，研磨转速为1000
‑
2000r/min，研磨时间为1
‑
4h，得到所述修复剂。
[0025]优选的，所述修复剂用于重金属镉和铬污染的河道土壤修复。
[0026]本专利技术还提供一种河道土壤修复方法，采用上述所述的修复剂进行修复。
[0027]优选的，包括如下步骤：将修复剂、待处理土壤和水混合后进行修复即可。
[0028]本专利技术的有益效果：
[0029]本专利技术提供的河道土壤修复剂，采用特定的有机高分子负载零价铁材料和秸秆生物质炭作为原料，其中通过1,4
‑
丁二胺和丙烯酸甲酯反应形成第一反应产物，并在第一反应产物上接枝1,4
‑
丁二胺形成多支链含氨大分子结构，该大分子结构与纳米零价铁之间通过螯合、氢键等作用更利于零价铁分散负载，增加了更多的吸附位点，同时在负载零价铁之前通过将第二反应产物与硼酸混合研磨，利用硼酸和多支链含氨大分子结构(第二反应产物)之间产生的氢键作用使无序的大分子结构形成交联的更有序的网络结构，通过特定的有机高分子负载零价铁材料和秸秆生物质炭相互配合，可有效同时去除河道土壤中的镉、铬。
具体实施方式
[0030]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0031]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。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试剂产品。
[0032]实施例1
[0033]本实施例提供一种河道土壤修复剂，其制备方法包括如下步骤：
[0034]1)将玉米秸秆粉碎，然后置于炭化炉中在750℃下炭化处理5h，然后降温至室温，将炭化产物研磨至粒径为100μm，得到秸秆生物质炭；
[0035]2)将秸秆生物质炭和有机高分子负载零价铁材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种河道土壤修复剂，其特征在于，所述修复剂原料包括有机高分子负载零价铁材料和秸秆生物质炭，所述秸秆生物质炭和有机高分子负载零价铁材料的质量比为1：(0.2
‑
0.5)。2.根据权利要求1所述的河道土壤修复剂，其特征在于，所述有机高分子负载零价铁材料的制备方法包括如下步骤：1)将1,4
‑
丁二胺和甲醇混合，然后在氮气保护下向其滴加丙烯酸甲酯，滴加结束后在35
‑
45℃下反应7
‑
15h，得到第一反应产物；2)将第一反应产物和甲醇混合，然后在氮气保护下向其滴加1,4
‑
丁二胺，滴加结束后在40
‑
48℃下反应6
‑
10h，得到第二反应产物；3)将第二反应产物和硼酸混合后进行研磨，研磨产物用水洗涤，烘干，得到有机高分子材料；4)将有机高分子材料、无水乙醇和水混合后，加入七水合硫酸亚铁，搅拌，然后在氮气气氛下加入硼氢化钾，搅拌反应，反应结束后过滤，滤饼用水、无水乙醇依次洗涤后进行冷冻干燥，冷冻干燥结束后研磨过筛，得到所述有机高分子负载零价铁材料。3.根据权利要求2所述的河道土壤修复剂，其特征在于，步骤1)中1,4
‑
丁二胺和丙烯酸甲酯的质量比为1：(3.9
‑
4.1)；1,4
‑
丁二胺和甲醇的质量比为1：(4
‑
5)；滴加速率为3
‑
6g/min；步骤2)中第一反应产物和1,4
‑
丁二胺的质量比为1：(0.81
‑
0.86)；第一反应产物和甲醇的质量比为1：(5
‑
7)；滴加速率为0.4
‑
0.6g/min。4.根据权利要求2所述的河道土壤修复剂，其特征在于，步骤3)中第二反应产物和硼酸的质量比为1：(2.8
‑
3.5)；研磨转速为1500
‑
2500r/min，研磨时间为3
‑
6h；步骤4)中有机高分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪晶晶，陈建军，
申请(专利权)人：南京佳腾工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：