[发明专利]一种复合型高锰酸钾缓释剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于地下水氯代烯烃污染物修复的复合型高锰酸钾缓释剂的制备方法。

背景技术

随着社会经济的发展，大量的有机溶剂在实践中被人类所利用，这些有机物的不合理排放及不适当处理，导致其进入环境而使地下水资源遭受污染。氯代溶剂（氯乙烯）已经被广泛应用于金属加工、电子、干洗、电镀、有机合成等行业，由于其普遍应用和不合理的处理导致污染了土壤和地下水环境，已使其成为最为广泛的污染物之一。比如三氯乙烯（TCE）属于蓄积性麻醉剂，对中枢神经系统有强烈抑制作用，具有致癌性，当人体摄入TCE含量高的水时，会发生呕吐、腹痛或一时的神智意识不清等症状。

原位化学氧化法能够有效处理土壤及地下水中氯乙烯污染物的一种重要方法，常用的氧化剂有H₂O₂、Fenton试剂、臭氧和KMnO₄。与H₂O₂、Fenton试剂和O₃等氧化剂相比，高锰酸钾是固体氧化剂，在饮用水和废水有机污染处理已经有一段相当长的历史，包括去除水中的Fe²⁺、Mn²⁺、酚类物质，以及近年来的TCE的去除。高锰酸钾是通过提供氧原子而不是生成羟基自由基进行氧化反应，因此反应受到pH的影响较小且具有更高的处理效率，而且当土壤中含有大量碳酸根、碳酸氢根等可清除羟基自由基的组分时，高锰酸钾的氧化作用不受影响，且价格低廉，实际应用优势较大。

但在以往高锰酸钾修复氯乙烯污染的应用中，高锰酸钾采用一次性液体投加，导致液体高锰酸钾在传输的过程中，会无选择性与地下水体中的还原性物质反应，使得只有少部分氧化剂能到达污染带，并与目标污染物发生反应，从而造成氧化剂的利用效率低，从而影响氯乙烯污染的修复效果。再者，由于氯乙烯类污染物的密度比水大，所以一旦进入土壤包气带和地下水中，其在向下迁移至不透水层的表面时，累积于此，形成一个独特的污染层带，此后在地下水流作用下，会逐渐溶解、缓慢释放，形成一个潜在的、持久的羽状污染带。因此改性高锰酸钾，使其既能减少无选择性的消耗，又能持久有效的修复羽状污染带成为了当今研究的热点。

发明内容

本发明针对液体和粉末高锰酸钾原位化学氧化去除地下水污染物过程中存在的氧化剂利用率低、无选择性消耗大、氧化剂的传质等问题，提供了一种用于地下水氯代烯烃污染物修复的复合型高锰酸钾缓释剂的制备方法，实现氧化剂的缓慢释放、有效传输和高效氧化等目的。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种复合型高锰酸钾缓释剂的制备方法，先将石蜡放入容器中，加热至完全熔化，把硅砂倒入搅拌均匀，待硅砂被石蜡完全浸润后，加入高锰酸钾粉末，搅拌均匀，趁热快速倒入模具，捣实，冷却成型，制得具有不同缓释时间的复合型高锰酸钾缓释体。

所述石蜡最好采用切片石蜡，熔化温度控制在57-63℃。

所述硅砂最好选用40-70目。

所述高锰酸钾最好研磨成粉末并过100目筛。

所述硅砂倒入后的搅拌和加入高锰酸钾粉末后的搅拌最好采用电动搅拌机，在转速50-150rpm下搅拌均匀。

所述石蜡和硅砂质量比例在1:1-1:20之间。

本发明通过固定高锰酸钾和硅砂的质量，调节石蜡的质量，可以制得一系列不同石蜡和硅砂质量比例（简称蜡砂比）的、具有不同缓释效果的复合型高锰酸钾缓释体。截取含1g高锰酸钾的小段，用石蜡封住两端，分别将缓释段投入装有400ml蒸馏水的锥形瓶，密封置阴暗处、室温（20-25℃）保存，定时取样。取样时间：前期取样频繁，分别在0.5、1.5、4、6、12、24、36小时取样，之后每天取样一次，用紫外分光光度计于波长525nm处测定其吸光度，根据高锰酸钾标准曲线方程求得相应高锰酸钾的浓度。高锰酸钾累积释放百分数η按公式计算，从而评价复合型高锰酸钾缓释剂的缓释效果。

η=高锰酸钾累计释放量/高锰酸钾总含量

本发明在综合了包覆型高锰酸钾和负载型高锰酸钾优点的基础上，提出了复合型高锰酸钾缓释体，实现了大规模实际应用，本发明复合型高锰酸钾缓释体制备工艺简单，制备成本低，产品稳定性好，本发明复合型材料硬度大，可以降低包覆体破坏而引起的高锰酸根大量释放的风险，释放周期长，释放速率稳定，不仅减少了氧化剂被土壤中还原物质消耗，而且能够使高锰酸钾浓度长久的维持在一个低浓度的范围，实现持久去除污染物的目的。