[发明专利]一种微波诱导协同催化氧化降解土壤中萘的方法

说明书

本发明公开了一种微波诱导协同催化氧化降解土壤中萘的方法，其特征在于，包括：取5g被萘污染的土壤样品与10～50mg的催化剂、0.6～1.0g的蒸馏水混合加入到聚四氟乙烯反应器中，置于微波消解仪中进行降解；其中，土壤样品的浓度为每1kg土壤中有10mg萘，微波频率为2450MHz，输出功率为400～700W，输出压力为0.2Mpa，微波诱导处理时间为2～10min。将单一的微波诱导法和催化氧化法结合到一起，实现了微波诱导协同催化氧化降解土壤中多环芳烃的目的。本发明简单易行，并对土壤中难降解典型污染物质多环芳烃萘具有很好的降解效果。

技术领域

本发明属于环境有机污染物修复技术领域，尤其涉及一种微波诱导协同催化氧化降解土壤中萘的方法。

背景技术

多环芳烃进入土壤后，可与土壤颗粒粘连在一起，增加土壤容重，缩小土壤孔隙率，降低土壤通透性，减小微生物的多样性，影响微生物活性，甚至造成粮食作物减产。其中，多环芳烃还具有持久性、高毒性和致癌、致畸、致突变等三致作用，严重危害了环境质量和人类健康。萘作为多环芳烃的代表性物质，是“国家环境优先控制有毒有机物”中的一种。人类长期接触，如不及时救治，会危及生命健康。因此，实现土壤环境中萘的去除，降低土壤生态风险是一个亟待解决的问题。

目前，土壤中多环芳烃的修复技术包括物理修复、化学修复和生物修复等。其中，物理修复法通常是污染物质由一种固体物质转移至另一种固体物质，达不到彻底的修复效果；生物修复法修复周期长，易受到环境因素和气候条件的制约；化学修复法通常需要加入金属氧化剂，反应条件苛刻，易造成二次污染。

因此，目前需要一种既降解多环芳烃效果好，又环保、简单操作可行的修复技术。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种微波诱导协同催化氧化降解土壤中萘的方法，将单一的微波诱导法和催化氧化法结合到一起，实现了微波诱导协同催化氧化降解土壤中多环芳烃的目的。本发明简单易行，并对土壤中难降解典型污染物质多环芳烃萘具有很好的降解效果。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种微波诱导协同催化氧化降解土壤中萘的方法，包括：取5g被萘污染的土壤样品与10～50mg的催化剂、0.6～1.0g的蒸馏水混合加入到聚四氟乙烯反应器中，置于微波消解仪中进行降解；

其中，土壤样品的浓度为每1kg土壤中有10mg萘，微波频率为2450MHz，输出功率为400～700W，输出压力为0.2Mpa，微波诱导处理时间为2～10min。

优选地，所述催化剂选自玉米秸秆生物炭、石墨相氮化碳、钾掺杂石墨相氮化碳和生物炭负载钾掺杂石墨相氮化碳。

优选地，所述生物炭负载钾掺杂石墨相氮化碳的制备方法，包括：按照预设比例称取玉米秸秆生物炭和钾掺杂的石墨相氮化碳粉末加入去离子水中，超声震荡得到悬浊液，然后置于磁力搅拌器上搅拌13～18h后，再置于水浴锅中加热至水分蒸干，放入烘箱中干燥，冷却后研磨在400～450℃温度下煅烧2h，即得到所述生物炭负载钾掺杂石墨相氮化碳；

其中，玉米秸秆生物炭的制备：将玉米秸秆粉碎，将玉米秸秆粉末放于陶瓷坩埚内，放置于气氛炉内煅烧3h,煅烧温度为550℃，自然冷却后取出得到黑色固体粉末，然后采用稀盐酸除去灰分，去离子水洗涤至中性，烘干、冷却，得到玉米秸秆生物炭；

钾掺杂石墨相氮化碳的制备：称取双氰胺，溶于去离子水中，按所述双氰胺与KOH的质量比为0.84～2.52％添加KOH溶液，超声震荡后将其悬浊液置于92～98℃水浴锅中蒸发8～10h，直至水分蒸干，然后放入65～75℃烘箱中干燥5～7h，取出烘箱后冷却，研磨后放置于陶瓷坩埚中煅烧，以5℃/min的升温速率加热至550℃，恒温持续煅烧2h。待其冷却至室温后取出，研磨，即可得到钾掺杂氮化碳催化剂。

优选地，所述玉米秸秆生物炭与所述钾掺杂氮化碳的质量比例为1:0.6～1.2。