[发明专利]铁铈改性纤维素土壤稳定剂及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了铁铈改性纤维素土壤稳定剂及其制备方法和用途。其中，制备铁铈改性纤维素土壤稳定剂的方法包括：(1)将纤维素材料进行破碎处理，得到纤维素粉末；(2)将所述纤维素粉末、铁盐溶液、铈盐溶液混合并进行球磨处理，得到第一混料；(3)将所述第一混料与氨水混合并进行搅拌处理，得到第二混料；(4)将所述第二混料进行干燥处理，得到所述铁铈改性纤维素土壤稳定剂。该铁铈改性纤维素土壤稳定剂的制备过程简单、无毒、易操作，产物产率高，且具有稳定砷效率高、吸附容量大、处理效果稳定等优点。

技术领域

本发明涉及环境领域，具体而言，本发明涉及铁铈改性纤维素土壤稳定剂及其制备方法和用途。

背景技术

砷是一种广泛纯在于自然界中的微量元素，具有很多类金属的特点和性能，主要以负三价、零价、三价和五价四种化合价态的形式在自然界中存在。随着工农业的发展，人类活动导致的环境砷污染也越来越严重，全国约10％的耕地受到不同程度的重金属污染，而受砷污染的耕地面积占总污染面积的30％以上。由于砷是一种原生态的毒物，具有十分广泛的生物效应，可以通过与酶或者蛋白中的巯基发生相互作用以及增加细胞中的活性氧的形式因其细胞损伤而产生毒性。砷在土壤中的累积，不仅影响着动植物生长和发育，危害土壤微生物的种类及数量，而且还可以通过食物链最终进入人体，对人类的生命健康造成威胁。

天然纤维素基材具有多微孔、多毛细管、大比表面积等特性，纤维素分子中含有大量羟基，这些为其作为稳定剂提供了条件。通过对纤维素分子改性，在其分子中引入针对不同的重金属具有特定吸附性能的官能团，使其具有靶向功能，具有更多高吸附基团，从而提高对目标污染物的吸附能力。

稀土元素的氧化物和稀土盐类具有良好的吸附阴阳离子的能力，以稀土元素为主要吸附成分的新型吸附剂的开发应用已经得到了国内外的关注，但稀土元素作为土壤稳定修复剂的研究较少，而且多处于研究阶段。铈(Ce)是稀土元素中资源量最大，丰度最高的元素。铈(Ce)具有未充满电子的4f轨道和镧系收缩等特征，表现出独特的化学性能，资料表明，氢氧化铈(又称水合氧化铈)对氟、As(III)和As(V)具有优良的选择性吸附效应。然而，现有的稀土改性土壤稳定剂及其制备方法仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出铁铈改性纤维素土壤稳定剂及其制备方法和用途。该铁铈改性纤维素土壤稳定剂的制备过程简单、无毒、易操作，产物产率高，且具有稳定砷效率高、吸附容量大、处理效果稳定等优点。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备铁铈改性纤维素土壤稳定剂的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将纤维素材料进行破碎处理，得到纤维素粉末；(2)将所述纤维素粉末、铁盐溶液、铈盐溶液混合并进行球磨处理，得到第一混料；(3)将所述第一混料与氨水混合并进行搅拌处理，得到第二混料；(4)将所述第二混料进行干燥处理，得到所述铁铈改性纤维素土壤稳定剂。

采用根据本发明上述实施例的方法制备铁铈改性纤维素土壤稳定剂，首先将纤维素材料(例如木屑等)进行破碎处理，然后将所得纤维素粉末与铁盐溶液和铈盐溶液混合并进行球磨，在球磨作用下，纤维素粉末进一步细化，反应物混合更均匀，且其中的羟基进一步暴露，与铁、铈更易结合，并使该土壤稳定剂获得更高的活性组分负载能力。后续，通过与碱液反应和干燥处理，铁、铈以氧化物的形式稳定地结合在纤维素载体上，得到铁铈改性纤维素土壤稳定剂产品。由此，根据本发明实施例的制备铁铈改性纤维素土壤稳定剂的方法过程简单、无毒、易操作，产物产率高，且制备得到的土壤稳定剂具有稳定砷效率高、吸附容量大、处理效果稳定等优点。

另外，根据本发明上述实施例的制备铁铈改性纤维素土壤稳定剂的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述纤维素材料为木质纤维素材料。

在本发明的一些实施例中，所述纤维素材料为木屑。