一种去除污染土壤中铅的淋洗体系 |
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| 申请号 | CN201610327397.4 | 申请日 | 2016-05-17 | 公开(公告)号 | CN105880274A | 公开(公告)日 | 2016-08-24 |
| 申请人 | 云南民族大学; | 发明人 | 高云涛; 高金婷; 熊华斌; 李晓芬; 郑琰; 魏薇; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种去除污染 土壤 中铅的淋洗体系，其包含氯化胆 碱 /尿素 离子液体 和 草酸 ；其制备方法包含以下步骤：先分别称取尿素和氯化胆碱， 真空 干燥后混匀，然后在100℃油浴中将其加热搅拌0.5h，得到无色黏稠液体，即为氯化胆碱/尿素离子液体，最后将草酸与氯化胆碱/尿素离子液体充分混匀，即可；其使用方法为：取污染土壤，加入去除污染土壤中铅的淋洗体系，采用混合振荡淋洗，即完成铅污染 土壤修复 。本发明的去除污染土壤中铅的淋洗体系具有低成本、环境友好、易于制备、高效等优势，通过低共熔离子液体与 有机酸 的协同作用提高淋洗效率，能够用于矿区土壤处置，应用前景好。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种去除污染土壤中铅的淋洗体系，包含氯化胆碱/尿素离子液体和草酸。 |
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| 说明书全文 | 一种去除污染土壤中铅的淋洗体系技术领域背景技术[0002] 土壤重金属污染修复技术是目前关注的热点问题之一，重金属污染土壤修复技术从原理看主要通过固化作用和活化作用，并相应发展出了物理修复、化学修复和植物修复技术。化学修复技术包括化学固定、化学萃取、土壤淋洗技术等。土壤淋洗技术是目前报道较多的土壤修复技术之一，具有修复效率高、见效快等、投资及消耗较少等优点，可用于处理高、中水平的污染土壤。 [0003] 土壤淋洗修复技术的关键是寻找一种萃取溶解能力强、不破坏土壤性质、无二次污染、经济、高效的淋洗体系。市面上的一些无机淋洗剂效果好、速度快、成本低。但无机淋洗过程会改变土壤pH、破坏土壤理化性质，并且难以再生，还有大量淋出液需处理。螯合淋洗剂可使重金属从土壤颗粒表面解吸并转化为可溶态，淋洗效果突出，常用的人工螯合剂有EDTA、NTA、DTPA等。但人工螯合剂价格昂贵，且生物降解性较差，易在土壤中残留。近年来，天然有机酸螯合淋洗剂发展迅速，研究表明天然有机酸，如柠檬酸、醋酸、草酸、苹果酸、丙二酸可与重金属形成溶解性较高的金属配合物、螯合物或多元配合物，从而降低土壤颗粒对重金属的吸附作用，对土壤中重金属具有良好的淋萃效果，具有较好生物降解性，对土壤理化性影响小，无二次污染，具有广阔的应用前景。研究表明在淋萃体系中加入表面活性剂，可增强有机配体在水中的溶解性，促进金属阳离子或配合物转移到液相。但合成表面活性剂同样难降解，成本高。 [0004] 离子液体以其不易挥发、宽沸程、强的静电场、宽的电化学窗口、良好的导电与导热性、高比热容与储能、高热稳定性、选择性溶解性能和可设计性等优点，在绿色化学和工程化学中受到越来越多的关注，并被应用于有机合成、萃取分离、生物催化、纳米材料、电化学等领域。大多数离子液体还存在价格昂贵、提纯和制备困难，具有腐蚀性等问题，限制了离子液体的工业化应用。在冶金领域，离子液体被当做从硫化矿中浸取金，银，铜和碱金属的浸出溶剂。并对许多难溶解金属化合物展现了特殊的溶解性能力。 [0005] 由某些固体有机分子和特定的离子型化合物按照一定比例混合，可得到室温下呈液体状态的低共熔混合物，这类低共熔混合物同样具备典型离子液体的特点：蒸气压低，导电性高，化学性质稳定，零饱和蒸气压，室温呈液态，室温高电导率等，这类由有机分子和离子型化合物构成的体系被称之为低共熔离子液体，使用尿素、胆碱等低成本原料，可生物降解，只需将尿素和氯化胆碱等两种原料混合加热到一定温度即可合成。由于制备原料成本低廉、易于合成、易生物降解、无环境副作用，所以低共熔离子液体是一种更为绿色的离子液体。已经在有机合成、分离工程、电化学等领域取得了一些研究进展。低共熔离子液体对多种难溶解的金属及其他化合物，包括贵金属、金属氧化物、甚至难溶解的硫化物展现了良好的溶解性能，具有了作为土壤重金属淋洗剂的潜力。但是，对于低共熔离子液体的研究还处于初始阶段，对金属化合物溶解相关的研究还非常有限，作为土壤重金属萃取/淋洗剂的研究更鲜见报道。因此，使用低共熔离子液体作为淋洗剂对去除污染土壤中的重金属很有意义。 发明内容[0006] 针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是在于提供一种去除污染土壤中铅的淋洗体系，以去除污染土壤中的重金属铅，保证该体系的原料成本低廉、易于合成、易生物降解、无环境副作用。 [0007] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。 [0008] 一种去除污染土壤中铅的淋洗体系，包含氯化胆碱/尿素离子液体和草酸。 [0009] 进一步地，所述氯化胆碱/尿素离子液体的体积为1％-5％，优选3％。 [0010] 进一步地，所述草酸的浓度为0.01mol/L-0.4mol/L，优选0.2mol/L。 [0011] 进一步地，所述淋洗体系的制备方法包含以下步骤：先分别称取13g尿素和15g氯化胆碱，使其摩尔比为2:1，并在80℃下真空干燥，24h后将干燥后的所述尿素和氯化胆碱混匀，然后在100℃油浴中将其加热搅拌0.5h，得到无色黏稠液体，即为所述氯化胆碱/尿素离子液体；将所述草酸与所述氯化胆碱/尿素离子液体充分混匀，保存于玻璃干燥器中即可。 [0012] 进一步地，所述淋洗体系的使用方法为：取污染土壤，加入所述去除污染土壤中铅的淋洗体系，采用混合振荡淋洗，即完成铅污染土壤修复。 [0013] 进一步地，本发明中采用的所述污染土壤中铅的浓度为1.891×103mg/kg。 [0014] 进一步地，所述污染土壤与所述淋洗体系的液固比为5:1-20:1；优选10:1。 [0015] 进一步地，所述混合振荡淋洗的时间为1-6h，优选4h。 [0016] 本发明的去除污染土壤中铅的淋洗体系原料成本低廉、极易合成，且使用浓度低、生物可降解性好，具有低成本、环境友好、易于制备、高效等优势，通过低共熔离子液体与有机酸的协同作用提高了淋洗效率，能够用于矿区土壤处置，应用前景好。 具体实施方式[0017] 下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。 [0018] 实施例 [0019] 实施例1 [0020] 依次称取0.500g土样于一系列15mL离心管内，分别加入0.2mol/L草酸，再分别加入占液体总体积1％、2％、3％、4％、5％的氯化胆碱/尿素离子液体。恒温振荡4h，在4000r/min离心20min，取上清液1ml于25ml比色管，用1.5％HNO3定容备测，每组3个平行，不同体积氯化胆碱/尿素离子液体对土壤中铅的去除效果见表1。 [0021] 表1 [0022] [0023] 实施例2 [0024] 依次称取0.500g土样于一系列15mL离心管内，均加入3％的氯化胆碱/尿素离子液 |
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