一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料及其应用
专利汇可以提供一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料及其应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种用于砷镉污染 土壤 修复的炭基 复合材料 及应用。本发明的炭基复合材料以 农作物 秸秆为原料，通过炭化制备成 生物 炭 ，再以一定固液比与 铁 盐溶液混合，此过程中调节溶液pH值使两者共沉淀， 热解 形成炭基复合材料。本发明制备的炭基复合材料在砷镉复合污染土壤上应用，结合翻耕、洒 水 等方法能明显降低有效态砷镉含量，使土壤中砷镉向生物毒性和 迁移性 较小的方向转化，还能在一定程度上改善土壤理化性质，适于在多种类型土壤上施用。对于 水体 中砷镉离子也能够有效去除，制备过程操作步骤简单，材料来源广泛，生产成本低廉，环境友好。，下面是一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料及其应用专利的具体信息内容。
1.一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料，其特征在于，通过以下方法制得，具体 操作步骤如下：
（1）秸秆生物炭制备 将农作物秸秆切碎成3-5 cm左右的小段，洗净后自然风干，放入 炭化炉中热解，升温速率保持在4-6℃/min，使得热解终温为３00-５00℃，热解1 2 h后取出， ~
自然冷却至室温，即制得生物炭原料；
（2）铁盐溶液配置 称取一定质量的Fe(NO3)3试剂，加入去离子水完全溶解，配成摩尔浓 度为0.4 mol/L的铁盐溶液；
（3）共沉淀 将制得的秸秆生物炭过0.4-0.6 mm筛，以1：（9-11）的固液比添加到配置好 的铁盐溶液中，搅拌均匀，然后逐滴加入5 mol/L的NaOH溶液，滴加速率控制在每秒1-2滴， 此过程中红色沉淀逐渐形成，需不断搅拌，使生成的铁化合物和生物炭充分接触，直至最终 pH值稳定在7.00±0.02，室温下静置23-25h；
（4）获得炭基复合材料 将上述反应后的溶液进行抽滤，去除上层清液，放置于敞口容 器中，烘箱75-85℃下烘干，冷却后去除表层的盐析物，用去离子水清洗1—2次，以去除未负 载的铁化合物，再在75-85℃下烘干，研磨过0.4-0.6 mm筛，所得固体物质即为包含生物炭 与水铁矿的炭基复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料，其特征在于：步 骤（1）所述的炭化炉升温速率为5℃/min。
3.根据权利要求1所述的一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料，其特征在于：步 骤（1）所述的热解终温为500℃。
4.根据权利要求1所述的一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料，其特征在于：步 骤（3）所述的固液比为1:10。
5.根据权利要求1所述的一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料，其特征在于：步 骤（4）所述的生物炭所过筛为0.5 mm。
6.权利要求1所述的一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料在砷镉复合污染土壤 上应用，其特征在于，具体操作如下：
（1）砷镉复合污染土壤的修复 避开梅雨大风天气，根据土壤污染程度及理化性质，按
22.5—67.5 t/hm2的施用量将炭基复合材料均匀撒于复合污染土壤表面，随后立即翻耕表 面0-10 cm的土壤，使炭基复合材料与表层土壤混合均匀，翻土后视田间土壤水分状况决定 是否洒水，使土壤含水量在最大田间持水量的65-75%，但切不可灌水泡田，平衡30 d后即可 完成对As、Cd的钝化，施用化肥或种植作物尽量在修复结束后进行；
（2）去除水体中的砷镉 称取炭基复合材料于三角瓶中，以2.5 g/L的固液比加入浓度 在1-50 mg/L 含As(III)、As(V)或Cd(II)的废水溶液，控制溶液pH值5.0—7.0之间，在室温 下振荡4－24 h，即可去除溶液中的砷、镉。
一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料及其应用
技术领域
背景技术
问题。据报道，目前我国受Cd、As、Cr、Pb等重金属污染的耕地面积近2500万hm ，约占总耕地面积的1/5。华南地区约有一半的农田遭受Cd、As等有毒重金属污染，长三角地区大部分农田受两种以上重金属污染，因此，土壤重金属复合污染已成为一个重要的环境问题，对人体健康和国家粮食安全造成严重威胁。目前，土壤重金属污染的治理途径主要通过改变重金属在土壤中的存在形态，将污染物钝化，从而减少其在土壤中的迁移性和生物可利用性。常用的处理手段有物理修复、化学修复、生物修复、农艺措施修复等，其中化学修复是根据土壤和重金属性质，向土壤中施加合适的改良剂来实现的，具有成本低廉、易于实施、对土壤扰动小、改良剂来源范围广等优点。生物炭是在限氧或无氧的条件下，将农业废弃物等经过低温(＜700℃)热裂解炭化形成的一类多孔、高度芳香化、难溶的固态物质，是环境领域和农业领域的潜在应用者，被广泛研究应用于水体和土壤中各类无机污染物和有机污染物的吸附。生物炭对于重金属阳离子Cd、Pb、Cu等具有良好的吸附效应，吸附能力优于其他大部分农林废弃物和活性炭。然而对阴离子As几乎无或很少吸附。铁化合物对As具有很强的选择性配位作用，但其颗粒极细(纳米级粒径)，实际应用时容易损失，难以直接工业化应用。
因此，制备以生物炭为主体负载铁化合物的炭基复合材料，除了可以吸附水体和土壤中As、Cd等重金属污染物，降低其生物有效性外，还能够改善土壤理化性质，对于修复As、Cd复合污染土壤具有很大的应用潜力。
发明内容
具体实施方式
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