【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污染土壤和地下水治理，具体涉及一种用于卤代烃-重金属污染场地修复的复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着现代工业、农业的不断进步与发展，尤其是石油化工、冶金、制革、电子、制药以及人工合成的有机物(洗涤剂、塑料等)加工生产等高污染行业的不断发展，以及杀虫剂、农药在农业中的大量使用，越来越多的氯代烃污染物进入环境，导致作为人类重要饮用水源之一的地下水受到日益严重的污染。
2、生物炭通常是指由生物质资源在缺氧条件下热解，经脱水、裂解和芳构化等一系列过程形成的含碳量高的蓬松多孔状物质，主要由单质碳、芳构化的碳和石墨碳组成。常见的生物炭制备原材料包括秸秆、木材、污泥和核壳等。有研究与应用表明，生物炭具有比表面积大、孔隙结构发达、表面官能团丰富、阳离子交换量高、体积密度小、化学稳定性和热稳定性强等诸多优点，可作为吸附剂和催化剂应用于环境中污染物的控制，而且其来源广泛和经济成本低，可以作为一种性能优良的吸附剂和载体材料。生物炭正被广泛地应用于处理有机染料、多环芳烃、抗生素、农药及杀虫剂等多种有机污染物质。生物炭作为载体材料，其表面还可以附着生长大量微生物，提高微生物的数量和活性，有利于利用微生物对卤代烃污染物的进一步降解。
3、还有研究表明，生物炭固化微生物对土壤中的铀离子、镉离子有显著的钝化作用。虽然生物炭应用于环境修复领域具有诸多优点，但对于单一体相的生物炭而言，其无论是吸附能力还是动力学速率一般都难以满足对环境中污染物高效去除的要求。
4、铁是常见的金属元素之一，价廉易得，将其
5、乳化植物油通常是植物油、水、乳化剂和其他添加剂按比例混合均匀后，经由高速分散装置分散，形成水包油型的乳状液，其作为微生物碳源的主要成分是组成植物油的长链脂肪酸，如油酸、亚油酸、亚麻油酸、棕榈酸等，而添加剂则提供微生物生长的各种营养元素。
6、目前的研究结果表明，乳化植物油作为污染场地原位微生物修复的碳源，具有诸多优势：(1)在含水层的迁移能力较强，能够在粗、中、细砂中迁移，且在含水层介质上的吸附量大，使其能够在较大范围内形成生物反应带；(2)缓释能力强，吸附在含水层介质上的甘油三酸脂能够被微生物缓慢氧化产生的乙酸和氢气，长期供给功能微生物生长，从而去除污染；(3)原料价廉易得，制备工艺简单，工程技术成熟，经济性较好。此外，乳化油滴在污染区域迁移的过程中，疏水性的卤代烃能进入油滴内部，形成新的混合非水相。此混合非水相既有电子供体又有电子受体，为目标微生物的生长提供了理想的环境。混合非水相环境一旦形成，可避免修复位点其他微生物与目标污染物竞争碳源。
7、cn104803486a公开了一种修复地下水铬污染的可渗透反应墙材料，该材料包括了还原药剂和吸附介质，其成分和制作方法复杂，主要用于还原地下水中的六价铬，在有机污染地下水修复方面具有很大的局限性。
8、cn104138745a公开了一种用于有机污染修复的生物碳吸附剂制备方法，该材料虽然具备对污染物的吸附功能，但是难以彻底降解污染物，且材料吸附饱和后对污染物的去除效果受到限制，不具备长效降解污染物的功能。
9、cn107999531a公开了一种有机污染场地土壤、地下水原位修复材料及其方法，该专利采用表面活性剂增加了有机污染物在地下水中的溶解度和分散性，对零价铁进行活化形成类芬顿体系对有机污染进行氧化降解，但该材料难以抑制零价铁的团聚、氧化和结垢，且不具有缓释功能，不具备长效作用
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术存在的对重金属与氯代烃的降解效果不佳的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术的第一方面提供一种制备用于卤代烃-重金属污染场地修复的复合材料的方法，该方法包括：
3、(1)制备生物炭负载纳米零价铁
4、s1：在水存在下，将cecl3、rucl3和十二烷基苯磺酸钠进行第一混合，得到混合物i；
5、s2：将污泥、秸秆浸渍在所述混合物i中进行第二混合，得到混合物ii；
6、s3：将干燥的所述混合物ii在氮气保护下升温，然后通入co2进行改性，再通入氮气并停止加热，得到改性生物炭；
7、s4：在水和乙醇存在下，将所述改性生物炭与硫酸亚铁、聚乙二醇进行第一接触，得到混合物a；所述乙醇与所述水的体积比为1：1-2；
8、s5：在氮气保护下，将所述混合物a与nabh4进行第二接触，得到混合物b；
9、s6：在氮气保护下，将所述混合物b与硫酸钴进行第三接触，得到所述生物炭负载纳米零价铁；
10、(2)将质量比为1：0.1～0.3：0.1～0.3：1～2：0.7～2：15～30的植物油、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯、失水山梨醇单油酸酯、污泥上清液、生物炭负载纳米零价铁、水进行乳化，得到复合材料；
11、所述植物油选自大豆油、玉米油、菜籽油、花生油中的至少一种。
12、本专利技术的第二方面提供由第一方面所述的方法制得的用于卤代烃-重金属污染场地修复的复合材料。
13、本专利技术的第三方面提供第二方面所述的复合材料在降解卤代烃和/或重金属中的应用。
14、本专利技术提供的方法制得的复合材料通过引入质量比为0.1～0.3：0.1～0.3的聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯(吐温80)和失水山梨醇单油酸酯(斯盘80)能够促进植物油的乳化，防止生物炭负载纳米零价铁颗粒发生团聚。该复合材料利用剩余污泥上清液能够为微生物提供营养元素，利用乳化油作为共代谢碳源，使得微生物生长繁殖过程中能够促进卤代烃、还原重金属的降解。同时该复合材料能够利用生物炭对污染物进行吸附，使用纳米零价铁和乳化油作为持续电子供体在催化剂co的作用下实现重金属还原和卤代烃脱卤。
15、进而，本专利技术提供的复合材料能够将吸附、生物、化学、电化学作用同时用于污染地修复，达到各种作用协同持续高效去除重金属和卤代烃的效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种制备用于卤代烃-重金属污染场地修复的复合材料的方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述污泥上清液中含有蛋白质、糖类、脂类和有机酸。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述污泥上清液中的污泥为生活污水处理厂生化处理系统的二沉池剩余污泥。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)的所述污泥上清液通过以下方法获得：
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，在步骤S1中，所述水、所述CeCl3、所述RuCl3、所述十二烷基苯磺酸钠的质量比为100：5～30：1～10：0.1～2。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，在步骤S2中，所述污泥、所述秸秆的用量质量比为1～5：1；所述秸秆的平均粒径为70～150μm。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，在步骤S4中，所述改性生物炭、所述硫酸亚铁、所述聚乙二醇的用量质量比为40～55：40～55：1。
8.根据权利要求1-7中任
9.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，在步骤S6中，以铁元素计的所述混合物B与所述硫酸钴的用量摩尔比为1：0.05～0.5。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其中，在步骤S2中，所述第二混合的条件至少满足：温度为5～25℃，搅拌转速为160～280r/min，时间为10～40min；和/或
11.由权利要求1-10中任意一项所述的方法制得的用于卤代烃-重金属污染场地修复的复合材料。
12.权利要求11所述的复合材料在降解卤代烃和/或重金属中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种制备用于卤代烃-重金属污染场地修复的复合材料的方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述污泥上清液中含有蛋白质、糖类、脂类和有机酸。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述污泥上清液中的污泥为生活污水处理厂生化处理系统的二沉池剩余污泥。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)的所述污泥上清液通过以下方法获得：
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，在步骤s1中，所述水、所述cecl3、所述rucl3、所述十二烷基苯磺酸钠的质量比为100：5～30：1～10：0.1～2。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，在步骤s2中，所述污泥、所述秸秆的用量质量比为1～5：1；所述秸秆的平均粒径为70～150μm。
7.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚猛，盛学佳，谢谚，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。