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绿色合成纳米 铁络合凹凸棒石制备 土壤重金属 钝化材料的方法

阅读：807发布：2020-05-08

专利汇可以提供绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料的方法，1)将凹凸棒石经破碎、粉碎、研磨后制成200目粉末状；2)将粉末状凹凸棒石与绿色合成的纳米铁按一定比例混合，在按照固体与水的质量比为1:10，搅拌速度为500r/min的条件下，搅拌24h，使其混合均匀，加入无水乙酸钠反应后然后真空抽滤，三次水洗，三次醇洗，即得黑色物质；3)将步骤2)得到的物质进行静置沉淀烘干，得到固体产物；4)将固体产物经过机械破碎和分筛，制备成粒径为1.7mm的颗粒。本发明制备的绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料可钝化有机污染物及有毒有害重金属，降低土壤污染物的生物毒性及迁移性。，下面是绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料的方法,其特征在于，包括以下步骤:
1)将凹凸棒石经破碎、粉碎、研磨后制成200目粉末状；
2)将粉末状凹凸棒石与绿色合成的纳米铁按一定比例混合，在按照固体与水的质量比为1:10，搅拌速度为500r/min的条件下，搅拌24h，使其混合均匀，加入无水乙酸钠反应后然后真空抽滤，三次水洗，三次醇洗，即得黑色物质；
3)将步骤2)得到的物质进行静置沉淀烘干，得到固体产物；
4)将固体产物经过机械破碎和分筛，制备成粒径为1.7mm的颗粒。
2.根据权利要求1所述的绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料的方法,其特征在于，步骤1)中所述凹凸棒石来自甘肃省临泽县板桥镇。
3.根据权利要求1所述的绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料的方法,其特征在于，步骤2)中，所述纳米铁的制备步骤包括：利用80℃水浴条件制得植物提取液，然后将制得的植物提取液加入NaAc和FeCl3·6H2O中水浴振荡后冷却、抽滤、真空干燥后研磨过筛便得纳米铁。
4.根据权利要求3所述的绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料的方法,其特征在于，所述植物提取液为茶叶提取液。
5.根据权利要求1所述的绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料的方法,其特征在于，在步骤2)中，按重络合配比计，所述纳米铁与凹凸棒石配比为1:1。
6.一种绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料，其特征在于：由权利要求1至5任一权利要求所述的方法制备而成。
7.根据权利要求6所述的绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料,其特征在于，由凹凸棒石和纳米铁组成。
8.根据权利要求7所述的绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料,其特征在于，按重络合配比计，所述纳米铁与凹凸棒石配比为1:1。

说明书全文

绿色合成纳米 铁络合凹凸棒石制备 土壤重金属 钝化材料的

方法

技术领域

[0001] 本发明属于土壤改良技术领域，具体涉及一种绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料的方法。

背景技术

[0002] 随着工农业的迅猛增长，土壤重金属污染的问题越来越严重，我国面临的土壤重金属污染问题日益突出。据国家环保总局和国土资源部报道，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染严重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出，全国土壤总的超标率为16.1％，以无机型为主，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8％。我国污灌区面积约140万hm2，受Cd、As、Cr、Pb、Hg、Cu、Ni、Zn等重金属污染的土地面积占污染总面积的64.8％，其中又以Hg和Cd的污染面积最大。

[0003] 纳米铁(零价铁及铁氧化物)是一种具有高反应活性和强吸附性能的纳米级功能材料，由于具有独特的物理化学特性，比表面积大、反应活性高，在环境修复领域得到了广泛的应用。

[0004] 凹凸棒石是一种廉价易得的无机矿物材料，为含水的层链状镁质硅酸盐矿物。其理论化学成分为：SiO2 56.96％；(Mg,Al,Fe)O 23.83％；H2O 19.21％。成份中常有Al、Fe混入，Al2O3替代部分MgO。其基本结构单元为2：1层型，即2层硅氧四面体夹1层镁氧八面体组成单元层。由于四面体的Si4+被Al3+替代置换，出现剩余负电荷。凹凸棒石晶体呈毛发状或纤维状，在电子显微镜下呈长柱状或针状，白、灰、浅绿或浅褐色，在原子力学显微镜下呈纤维状；这种层链状结构使其具有许多独特的物理化学特性，主要有吸附性、载体性、催化性、阳离子交换能力和流变性，且表面凹凸相间布满沟槽，晶体表面含活性中心和Si-OH基所以具有较大的比表面积。此外，凹凸棒石作为一种吸附剂，具有孔道丰富、热稳定性好、廉价易得、可负载金属等多项特点，使凹凸棒石及其复合改性材料成为污染处理研究领域的热点也是目前重金属污水处理领域及重金属污染土壤修复领域研究和应用中广泛使用的吸附材料。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料的方法，其含有凹凸棒石和纳米铁，能够更好的钝化土壤中的重金属。

[0006] 本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：

[0007] 本发明所述的绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料的方法，包括以下步骤：

[0008] 1)将凹凸棒石经破碎、粉碎、研磨后制成200目粉末状；

[0009] 2)将粉末状凹凸棒石与绿色合成的纳米铁按一定比例混合，在按照固体与水的质量比为1:10，搅拌速度为500r/min的条件下，搅拌24h，使其混合均匀，加入无水乙酸钠反应后然后真空抽滤，三次水洗，三次醇洗，即得黑色物质；

[0010] 3)将步骤2)得到的物质进行静置沉淀烘干，得到固体产物；

[0011] 4)将固体产物经过机械破碎和分筛，制备成粒径为1.7mm的颗粒。

[0012] 进一步地，步骤1)中，步骤1)中所述凹凸棒石来自甘肃省临泽县板桥镇。

[0013] 进一步地，步骤2)中，所述纳米铁的制备步骤包括：利用80℃水浴条件制得植物提取液，然后将制得的植物提取液加入NaAc和FeCl3·6H2O中水浴振荡后冷却、抽滤、真空干燥后研磨过筛便得纳米铁。

[0014] 进一步地，所述植物提取液为茶叶提取液。

[0015] 进一步地，在步骤2)中，按重络合配比计，所述纳米铁与凹凸棒石配比为1:1。

[0016] 一种绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料，由以上任一所述的方法制备而成。

[0017] 进一步地，由凹凸棒石和纳米铁组成。

[0018] 进一步地，按重络合配比计，所述纳米铁与凹凸棒石配比为1:1。

[0019] 与现有的技术相比，本发明具有以下特点与有益效果：

[0020] 本发明所述制备方法制备的绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料可钝化有机污染物及有毒有害重金属，降低土壤污染物的生物毒性及迁移性，减少重金属的生物可利用性。改善纳米铁团聚性、不易迁移性方面的弊端，同时增强凹凸棒石的钝化性能及应用性。

具体实施方式

[0021] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但不作为技术限制。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

[0022] 实施例1

[0023] 本实施例提供一种绿色合成纳米铁络合凹凸棒石制备土壤重金属钝化材料的方法，

[0024] (1)将来自甘肃省临泽县板桥镇凹凸棒石，经破碎、粉碎、研磨后制成200目粉末状；

[0025] (2)利用80℃水浴条件制得植物提取液(例如，茶叶提取液)，然后将制得的植物提取液加入NaAc和FeCl3·6H2O中水浴振荡后冷却、抽滤、真空干燥后研磨过筛便得纳米铁。

[0026] (3)将粉末状凹凸棒石与绿色合成的纳米铁按重络合配比计1:1混合，在按照固体与水的质量比为1:10，搅拌速度为500r/min的条件下，搅拌24h，使其混合均匀后按量加入NaAc与植物提取液后进行水浴振荡，冷却、抽滤、真空干燥后研磨过筛便得纳米铁络合凹凸棒石复合材料；

[0027] (3)将固体产物经过机械破碎和分筛，制备成粒径为1.7mm的颗粒。

[0028] 将制备好的钝化剂按4％的投加量加入重金属污染土壤中，钝化30天后，对污染土壤有明显的修复效果，具体如下：

[0029] 1、添加绿色合成纳米铁络合凹凸棒石复合材料，污染土壤PH升高1-2个单位，研究表明，每提高一个土壤pH值，不但显著降低污染土壤中重金属的活性，减少作物对重金属的吸收，而且还可以抑制重金属向植物地上部分的迁移；

[0030] 2、添加绿色合成纳米铁络合凹凸棒石重金属钝化材料后，土壤中重金属生物有效性和生态风险明显降低，利用ClCl2、DTPA浸提法对污染土壤中的重金属进行提取。用DTPA浸提出来的土壤重金属浓度，与其毒理特性具有正相关关系，能在一定程度上表征重金属的生物有效性，即为有效态重金属(如Cd、Pb等)。在现有研究中也利用ClCl2提取土壤重金属，ClCl2是一种弱代换剂，能较好地保持土壤原有的pH值，主要提取土壤中水溶态和交换态的重金属。添加钝化剂处理下有效态Cd(0.1mol·L-1ClCl2)降低39.6％，(DTPA)降低66.7％；重金属在土壤中的赋存形态也发生了较大改变，交换态Cd下降了30.8％；残渣态Cd升高了21.6％；

[0031] 3、在钝化后的土壤中种植玉米种子，待植物长出后通过测量进一步验证钝化材料施用后的钝化效果。与对照相比，玉米生物量增加36.5％，同时钝化剂的施用降低了玉米地上部分Cd含量的33.7％。

[0032] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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