一种重金属污染土壤修复调理剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及土壤修复技术领域，具体为一种重金属污染土壤修复调理剂及其制备方法，包括以下工艺：在去离子水中，将改性聚磷腈、聚（3,4

【技术实现步骤摘要】
一种重金属污染土壤修复调理剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及土壤修复
，具体为一种重金属污染土壤修复调理剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]作为人类赖以生存的最基本的物质基础之一，土壤是人类和动植物生存的重要栖息地。近年来，随着农业现代化的深入推进，在农业得到巨大发展的同时，我们发现土壤环境受到了一定程度上的破坏，是各种污染物的最终归宿。伴随大气沉降、污水灌溉、农药施用、金属废弃物的堆放,土壤重金属污染面积越来越大，污染越来越严重。由于重金属污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解，并可经水、植物等介质最终影响人类健康。土壤的重金属污染，不仅降低了土壤的肥度，同时也对人的身体健康造成很大的危害。土壤重金属从土壤颗粒向植物迁移的过程与其形态、价态有关。现有的一些无机钝化材料、有机吸附材料，将重金属吸附、络合，实现重金属的钝化，但容易发生不同重金属的不同步钝化，易再度活化。因此，我们提出一种重金属污染土壤修复调理剂及其制备方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种重金属污染土壤修复调理剂及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种重金属污染土壤修复调理剂的制备方法，包括以下工艺：在去离子水中，将改性聚磷腈、聚（3,4
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乙烯二氧噻吩）
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聚苯乙烯磺酸与环氧交联剂混合，加入铁改性木本泥炭、产电菌粉搅拌，倒入模具，置于32～37℃温度反应8～10h，脱模，得到调理剂。
[0005]聚（3,4
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乙烯二氧噻吩）
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聚苯乙烯磺酸（PEDOT/PSS）：S62078，来源于上海源叶生物科技有限公司；环氧交联剂为3
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(2,3
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环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
[0006]去离子水、改性聚磷腈、PEDOT/PSS、3
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(2,3
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环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的比例为100mL:（18.0～19.5）g:（0.38～0.70）g:（17.5～20.0）g；铁改性木本泥炭、改性聚磷腈、产电菌粉的质量比为100:（8～10）:（1～2）；产电菌粉包括腐败希瓦氏菌（Shewanella putrefaciens，BMZ134712，来源于宁波明舟生物科技有限公司）和异化铁还原菌（Shewanella putrefaciens CN32，来源于广东省微生物菌种保藏中心），质量比为2:(1.0～1.5))；进一步的，改性聚磷腈由以下工艺制得：S1.双键的引入：取无水甲苯，溶解聚二氯磷腈，加入丙烯胺盐酸盐、三乙胺，于40～48℃温度下反应24～40h；过滤，取滤液旋蒸去除大部分溶剂，加入醇水溶液，取沉淀水洗，得到含双键聚
膦腈；聚二氯磷腈、三乙胺、无水甲苯的比例为（2.5～2.8）g:（25～28）mL:100mL；聚二氯磷腈、丙烯胺盐酸盐的质量比为10:（14.0～14.5）；醇水溶液为体积比为1:1的无水乙醇、去离子水溶液；聚二氯磷腈由六氯环三磷腈开环聚合得到，具体的工艺为：在氮气氛围中，取六氯环三磷腈置于250℃温度下恒温反应24～48h；用石油醚清洗三次，去除未反应的单体六氯环三磷腈，得到线性聚二氯磷腈，分子量在2800～3500。
[0007]取N，N
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二甲氨基吡啶、核黄素、乙酸酐混合，在氮气氛围中，升温至37～42℃反应24h；冷却至室温，与二氯甲烷混合，将有机相洗涤至中性；利用无水硫酸钠干燥，减压浓缩；加入无水甲醇搅拌，过滤，将沉淀减压抽滤，真空干燥，得到乙酰化核黄素；N，N
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二甲氨基吡啶、核黄素、乙酸酐的质量比为1:10:（42～45）；取乙酰化核黄素、碘化钾与二氯甲烷混合，加入溴丙烯，升温至37～42℃反应24h；冷却至室温，与二氯甲烷混合，将有机相洗涤至中性；利用无水硫酸钠干燥，减压浓缩；依次加入二氯甲烷、异丙醚，减压抽滤，真空干燥，得到丙烯改性乙酰化核黄素；乙酰化核黄素、碘化钾、二氯甲烷的比例为10g:（0.30～0.35）g:250mL；乙酰化核黄素、溴丙烯的质量比为10:（48.2～48.5）；取丙烯改性乙酰化核黄素、对甲苯磺酸与乙醇搅拌混合，升温至反应液回流，反应5h；旋蒸，干燥，得到含双键核黄素；丙烯改性乙酰化核黄素、对甲苯磺酸、乙醇的比例为10g:（10.1～10.3）g:150mL；S2.点击反应：取含双键聚膦腈、含双键核黄素、聚乳酸
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聚半胱氨酸、安息香二甲醚、四氢呋喃混合，在氮气气氛保护下，紫外照射2～4h；加入乙醚沉淀，用N,N
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二甲基甲酰胺溶解，加水旋蒸，干燥，得到改性聚膦腈；含双键聚膦腈、含双键核黄素、聚乳酸
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聚半胱氨酸、安息香二甲醚、四氢呋喃的比例为10g:（1.07～1.2）g:（2.7～3.0）g:（23.0～25.6）g:（12.5～15.0）mL；聚乳酸
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聚半胱氨酸：分子量4500，乳酸的质量分数为82%，来源于西安齐岳生物科技有限公司；进一步的，所述铁改性木本泥炭由以下工艺制得：取去离子水、无水乙醇混合得到醇水溶液，加入木本泥炭、七水硫酸亚铁，搅拌均匀，超声15～20min；以500～800rpm的转速搅拌25～30min，并加入硼氢化钠溶液，直至无明显气泡产生；继续搅拌，反应60～80min；利用外加磁场沉降分离，无水乙醇洗涤3次，快速磁分离收集，真空干燥，得到铁改性木本泥炭。
[0008]去离子水、乙醇的体积比为2:1；木本泥炭、七水硫酸亚铁、硼氢化钠的质量比为10:（0.67～1.11）:（7～8）；硼氢化钠溶液的浓度为（25～32）g/L；木本泥炭：来源于北京中向旭曜科技有限公司，pH为4.47，总腐殖酸含量为60.64%，游离腐殖酸含量为48.30%，交换容量为102.17cmol/kg，容重为0.41g/cm3。
[0009]在上述技术方案中，（1）铁改性木本泥炭：木本泥炭是木本植物在自然界高温、高湿、厌氧环境下形成的有机质，具有含量较高的腐殖酸和有机质；疏松多孔，比表面积较大，
含有丰富的羧基、羟基等官能团，能够对重金属产生强吸附，对土壤中的有机质进行稳定，降低土壤环境中重金属的毒性风险。以硼氢化钠为还原剂，将硫酸亚铁还原负载于木本泥炭孔隙中，得到纳米零价铁改性的木本泥炭，即铁改性木本泥炭；其表面的纳米零价铁也具有修复土壤的潜力，具有比表面积大、表面能大、还原能力强、环境友好等特点，能够与重金属会发生吸附、络合、氧化还原等多种反应，能够降解有机污染物、影响土壤中重金属的形态、对重金属进行固定。但零价铁具有的强还原性，在土壤修复过程中易被氧化沉淀，形成钝化层，丧失活性，不利于土壤修复中的电子转移，且具有磁性，容易发生团聚现象，在土壤修复中受限。
[0010]（2）产电菌的负载：在调理剂中引入产电菌腐败希瓦氏菌和异化铁还原菌，并利用聚合物对产电菌与铁改性木本泥炭进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重金属污染土壤修复调理剂的制备方法，其特征在于：包括以下工艺：在去离子水中，将改性聚磷腈、聚（3,4
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乙烯二氧噻吩）
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聚苯乙烯磺酸与环氧交联剂混合，加入铁改性木本泥炭、产电菌粉搅拌，倒入模具，置于32～37℃温度反应8～10h，脱模，得到调理剂。2.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复调理剂的制备方法，其特征在于：所述环氧交联剂为3
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(2,3
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环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。3.根据权利要求2所述的一种重金属污染土壤修复调理剂的制备方法，其特征在于：所述改性聚磷腈、聚（3,4
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乙烯二氧噻吩）
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聚苯乙烯磺酸、3
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(2,3
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环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为（18.0～19.5）:（0.38～0.70）:（17.5～20.0）。4.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复调理剂的制备方法，其特征在于：所述改性聚磷腈由以下工艺制得：取含双键聚膦腈、含双键核黄素、聚乳酸
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聚半胱氨酸、安息香二甲醚、四氢呋喃混合，在氮气气氛保护下，紫外照射2～4h，得到改性聚膦腈。5.根据权利要求4所述的一种重金属污染土壤修复调理剂的制备方法，其特征在于：所述含双键聚膦腈、含双键核黄素、聚乳酸
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聚半...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭龙飞，靳彰钰，刘媛媛，周润，秦蓓，
申请(专利权)人：陕西圆方智行环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：