[发明专利]一种土壤快速修复剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种土壤快速修复剂及其制备方法。

背景技术

土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，提供人类生存所需的各种营养物质。但同时，土壤又是各种污染物的蓄积库。当土壤中有害物质过多，超过土壤的自净能力时，就造成土壤污染。此时，土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累，通过“土壤一植物一人体”，或通过“土壤一水一人体”间接被人体吸收，从而危害人体的健康。随着现代工农业生产的飞跃发展，有的地方农药、化肥过度使用，工矿企业固体废弃物大量向土壤倾倒和堆放，城市污水、工业废水的排放，大气污染物的沉降，使土壤污染日益严重。土壤污染物主要包括重金属和有机污染物两大类。其中，有机污染物由于其种类繁多、毒性复杂，而且一部分难降解有机物残留期长等特点，给环境带来的危害更为严重。

目前，治理土壤中重金属和有机污染物途径主要有两种。一是原地去除重金属和有机污染物，如电镀镍修复、植物修复法、客土法等，但由于修复技术的局限性，如成本高（电动修复）、实施慢及限制因素多（植物修复）及容易造成二次污染（客土法）等而使该类修复技术的应用有限。二是原位修复法，改变重金属和有机污染物在土壤中的存在形态，使其固定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性原位修复技术由于具有成本低、易实施及修复效果好的特点被国内外广泛认可并成为主流修复方向。

现有技术中公开了多种土壤修复技术，大多存在产品不宜长期存放，部分原料不宜制得，制备技术不适宜广泛使用，推广受限。鉴于此，本发明提供一种土壤快速修复方法，其具有快速修复土壤的显著效果。可以均匀散在土壤中拌合，其对重金属离子具有吸附、收集固定作用，磷酸二氧化钛纳米晶对农药残留、芳烃、苯胺具有快速分解降解作用。

发明内容

为了实现对土壤的快速修复，本发明提供一种土壤快速修复剂，其特征是含有磷酸二氧化钛纳米晶体、秸秆生物炭粗粉、硫酸钙，其对重金属离子具有吸附、收集固定作用，磷酸二氧化钛纳米晶对农药残留、芳烃、苯胺具有快速分解降解作用。进一步提供该土壤快速修复剂的制备方法。

为实现上述目的，采用如下具体技术方案：

一种土壤快速修复剂的制备方法，具体制备方法为：

（1）将钛酸四丁酯在室温条件下缓慢加入到无水乙醇中，搅拌30~60min，得到均匀混合液；所述的钛酸四丁酯与无水乙醇的体积比为1~2；

（2）将钛酸四丁酯和无水乙醇的均匀混合液在剧烈搅拌条件下以20~40滴/min的速度缓慢滴加到由无水乙醇、蒸馏水和浓硝酸组成的混合液中，室温条件下继续搅拌1~2h，得到淡黄色的二氧化钛溶胶；所述的无水乙醇、蒸馏水和浓硝酸组成的混合液是在室温连续搅拌条件下，将无水乙醇80~100ml加入到20~25ml蒸馏水中，然后加入4~5ml浓度为68~75%的浓硝酸，搅拌20~30min；

（3）将二氧化钛溶胶以30~40ml为一个单位转移到聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，密封，在160℃的条件下水热6h，冷却至室温，倒掉上层清液，得到淡黄色的膏状纳米二氧化钛；

（4）将反应釜中膏状纳米二氧化钛加入0.1~1.5mol/L的磷酸水溶液，边搅拌边加热，搅拌1~2h，加热是以5~10℃/min从室温加热到80℃，在80℃恒温蒸发溶剂，直至粘稠，得到粘稠的磷酸二氧化钛；

（5）将粘稠的磷酸二氧化钛在80~100℃的干燥箱中干燥6~8h，然后将酥松的块体研磨成粉末，将研磨后的磷酸二氧化钛在马弗炉中焙烧1~8h，得到磷酸二氧化钛纳米晶体；

（6）将磷酸二氧化钛纳米晶体、秸秆生物炭粗粉、硫酸钙按一定的比例溶于去离子水中，匀速搅拌30~40min，形成均匀悬浊液；在流化床高压反应、团粒干燥得到粒状土壤快速修复剂。

所述的流化床在反应时间段内的压力在0.1~1.5MPa之间。

所述的流化床在反应时间段内温度控制在260~320℃之间。

一种土壤快速修复剂，其特征是由上述方法制备得到的含有磷酸二氧化钛纳米晶体、秸秆生物炭粗粉、硫酸钙的土壤快速修复剂。其突出的特点是获取一种磷酸二氧化钛纳米晶，其对农药残留、芳烃、苯胺具有快速分解降解作用，同时，辅助的秸秆生物炭粗粉、硫酸钙对重金属离子具有吸附、收集固定作用。

本发明一种土壤快速修复剂及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：

1、集有毒有害有机物降解与重金属吸附于一体，具有对土壤快速修复功能。