[发明专利]一种改性纳米碳对城市生活堆肥重金属的固定富集方法

权利要求书

1.一种改性纳米碳对城市生活堆肥重金属的固定富集方法，其特征在于按如下的步骤进行：

（1）材料的处理：

实验前对垃圾堆肥进行预处理，去除其中的杂物，风干后，过2 mm筛，备用；植物选用高羊茅（Festuca arundinacea L.）；纳米碳粒径20-70 nm，比表面积为1.2×10⁵ m² ·kg^-1，pH值为7，施用前对其进行改性，分别得到KMnO₄、H₂SO₄ 或HNO₃改性的纳米碳；

（2）实验方法：

在直径3 cm高25 cm 的PVC管，下端封以一层棉布和尼龙网，将垃圾堆肥与各改性纳米碳按比例混合均匀，每根管中装入混合材料150g；钝化7 d后，每根管播种0.2 g高羊茅种子，实验期间温度为19~27 ℃，相对湿度为60%-72%，每天给堆肥补充水分，使堆肥水分达到田间持水量70%，在实验室平衡30d，进行重金属形态分析；其中所述的各改性纳米碳的加入量为垃圾堆肥重量的1-5%（w/w）。

2.权利要求1所述的制备方法，其中垃圾堆肥中分别加入改性的纳米碳的重量百分数为：1%，3%或5%（w/w）。

3.权利要求1所述的制备方法，其中垃圾堆肥中分别加入1%，3%，5%的H₂SO₄改性纳米碳；垃圾堆肥中分别加入1%，3%，5%的HNO₃改性纳米碳；垃圾堆肥中分别加入1%，3%，5%的KMnO₄改性纳米碳。

4.权利要求1所述改性纳米碳对城市生活堆肥重金属的固定富集方法在提高高羊茅对重金属富集方面的应用，所述的改性纳米碳指的是HNO₃或H₂SO₄改性纳米碳。

5.权利要求1所述改性纳米碳对城市生活堆肥重金属的固定富集方法在提高其吸附性能方面的应用，其中KMnO₄使纳米碳的比表面积增大。

6.权利要求1所述改性纳米碳对城市生活堆肥重金属的固定富集方法在增强对重金属的钝化方面的应用，其中所述KMnO₄改性纳米碳的加入量为垃圾堆肥重量的5%（w/w），在这种情况下氧化改性改变了纳米碳的表面化学性质，增加了其表面酸性基团的含量，提高了其化学吸附性能，而HNO₃和KMnO₄改性更是显著提高了纳米碳的表面羧基含量，增强了其对极性物质的吸附，有利于对重金属的钝化及固定。

7.权利要求1所述改性纳米碳对城市生活堆肥重金属的固定富集方法在降低堆肥中重金属Fe/Mn氧化物结合态的含量增加有机物及硫化物结合态含量方面的应用；其中所述KMnO₄、H₂SO₄ 或HNO₃改性纳米碳的加入量为垃圾堆肥重量的5%（w/w）。