[发明专利]一种负载腐植酸的生物质炭、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种负载腐植酸的生物质炭、制备方法及其应用，包括如下步骤：将生物质炭与腐植酸钠在水中分散均匀，搅拌状态下缓慢加入木醋液，均匀后静置使腐植酸沉积在生物质炭表面，充分老化后过滤，取滤饼干燥破碎，得负载腐植酸生物质炭材料。该材料是用木醋液酸化腐植酸钠沉积在生物质炭表面，形成负载腐植酸的生物质炭材料，其对有机物吸附固化能力更高，可用于有机污染土壤的原位修复治理。

技术领域

本发明属于工业污染土壤治理修复技术领域，具体涉及一种负载腐植酸的生物质炭及其制备方法与应用。

背景技术

随着我国工业的不断发展，化石燃料的大量燃烧、工业污水的直接排放、石油的泄漏等，促使土壤中有机污染物持续增加。进入土壤中的石油污染物不仅会改变土壤的理化性质和生物特性，还会影响农作物的生长，最终影响人类健康。例如萘作为简单的多环芳烃（PAHs）的代表，也是石油污染土壤中常见的成分，常常被用作典型的研究PAHs降解的代表化合物。

腐植酸是土壤中广泛存在的天然物质，是土壤有机质的重要组成部分，因其成本低、来源广、属于天然有机物质等优点，含有羧基、羰基、酚羟基、醇羟基、胺基等多种活性官能团以及特殊的网状结构，能与有机物中的官能团发生相互作用，表现为离子键、共价键、氢键、疏水性分配和电子转移等多种吸附作用力，通过吸附固化来修复土壤有机污染和石油污染。诸多学者就腐植酸修复石油污染的土壤进行了大量的试验与研究，Xing（Environmental Pollution,2001,111(2),303-309），Gunasekara（Journal ofEnvironmental Quality,2003, 32(1),240-246）和Pellegrino（腐植酸, 2008, (3), 34-40）均证实了腐植酸不仅可以利用其吸附性能修复土壤有机污染，还可以作为化学天然表面活性剂的替代品，来处理比较严重的石油污染土壤。杨坤（环境科学学报,2017, 37(11),4277-4286）发现腐植酸对多环芳烃PAHs有良好的吸附和降解作用，Gu（Journal ofHazardous Materials, 2011, 198,232-240）证实了腐植酸对萘的吸附作用来处理萘工业废水。以腐植酸为基础的复合修复材料是未来土壤治理及修复的主要趋势。De Souza J B（Brazilian Chemical Society,2012,23(4),610-617）证实经过活化的腐植酸可显著提高吸附、络合能力，酸化是一种有效活化腐植酸的方法。木醋液是一种来源于木炭生产废液，其富含有机酸类物质，易降解，容易被土体接受，价格尤为低廉，在土壤改良中具有很大的应用前景，可活化腐植酸来提升修复性能。

发明内容

木醋液来源于工业中木炭生产废液，腐植酸钠从褐煤中提取，生物质炭是玉米秸秆燃烧，通过经限氧裂解炭化技术制得。因此，通过天然有机酸木醋液将腐植酸钠沉积到生物质炭，制备一种负载腐植酸的生物炭材料，不仅可有效修复治理污染土壤，还可以提高大量废弃的工、农业低值资源的利用率，节约社会自然资源。

本发明采取技术方案如下：

一种负载腐植酸的生物质炭及其制备方法，包括以下步骤：

（1）将生物质炭（BC）风干粉碎过100目筛，腐植酸钠（HA）研磨过100目筛，木醋液（WV）静置7天过滤、蒸馏；

（2）按质量百分比将生物质炭和腐植酸钠均匀分散于水中，保持搅拌，滴入木醋液，搅拌均匀，静置待腐植酸沉积在生物质炭表面，老化14天，过滤，取出滤饼；

（3）将滤饼风干、研碎，过100目筛，即得到负载腐植酸生物质炭材料，记为xBC-yHA/zWV，其中x=1.5，y=1~2，z=1，x,y,z为三种原料的质量比。

进一步的，步骤（1）中所述生物质炭是玉米秸秆燃烧，通过经限氧裂解炭化技术制得。