[发明专利]多孔基材的改性方法及制得的改性多孔基材、包含该改性多孔基材的金属钝化剂及其应用

说明书

本申请涉及土壤修复领域，具体公开了一种多孔基材的改性方法及制得的改性多孔基材、包含该改性多孔基材的金属钝化剂及其应用，该改性方法包括以下步骤：将多孔物质浸泡于乙酸镁溶液中，烘干，在330‑420℃下加热，得到纳米氧化镁改性的多孔基材，多孔物质选用生物炭或黏土矿物粉中的一种或多种；本申请还公开通过上述改性方法得到的改性多孔基材；本申请还公开了一种包含上述改性多孔基材的金属钝化剂，由包含以下重量份原料制得，所述改性多孔基材20‑70份和20‑70份黏土矿物粉，本申请还公开了上述金属钝化剂在金属钝化中的应用。本申请具有更好地钝化土壤中的重金属，改善土壤环境的特点。

技术领域

本申请涉及修复土壤的技术领域，更具体地说，它涉及一种多孔基材的改性方法及制得的改性多孔基材、包含该改性多孔基材的金属钝化剂及其应用。

背景技术

随着工业化进程不断加快，大量重金属离子对土壤环境造成了严重污染，不仅会导致土壤生产力下降，而且还会通过生物富集作用危害人类健康，因此修复和再生重金属污染土壤至关重要。

针对土壤重金属污染的修复技术主要包括换土法、化学修复、生物钝化、电修复和热修复等方法。其中，钝化修复技术因为适用性广，成本低廉，见效快等优点得到广泛的应用。有必要提供钝化效果更好的土壤钝化剂。

发明内容

为了更好地钝化土壤中的重金属，改善土壤环境，本申请提供一种多孔基材的改性方法及制得的改性多孔基材、包含该改性多孔基材的金属钝化剂及其应用。

第一方面，本申请提供一种多孔基材的改性方法，采用如下的技术方案：一种多孔基材的改性方法，包括以下步骤：将多孔物质浸泡于乙酸镁溶液中，烘干，在330-420℃下加热，得到纳米氧化镁改性的多孔基材，多孔物质选用生物炭或黏土矿物粉中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，本申请中将多孔物质浸泡于乙酸镁溶液后再在高温下加热，高温加热条件下乙酸镁会分解为氧化镁，氧化镁负载于多孔物质中，实现对多孔物质的改性，而且高温条件下得到的氧化镁是纳米级的颗粒，纳米氧化镁填充于多孔物质之间，得到的改性多孔基材应用于重金属钝化，氧化镁与土壤的接触面积增大，还能够协同发挥生物炭与氧化镁的钝化重金属作用，改性多孔基材对于重金属的钝化效果更优。

优选的，多孔物质选用生物炭。

通过采用上述技术方案，生物炭是由生物质原料(木材、作物秸秆或城市生活生物废弃物等)在限氧或厌氧条件下高温热解而成的一种含碳的多孔固型材料，生物炭通过表面吸附、表面含氧官能团的络合作用等形式实现对重金属离子的络合，将生物炭浸泡于乙酸镁后高温分解，纳米氧化镁负载于生物炭中，不仅仅可以发挥各自对于重金属的固定钝化效果，而且经改性后对于重金属的钝化效果更优。

优选的，乙酸镁通过以下方法制得：将氧化镁溶于乙酸中，加水得到乙酸镁溶液，乙酸和水添加量之和与氧化镁添加质量比为(5-9)：1，氧化镁和多孔物质的质量比为1：(8-10)。

通过采用上述技术方案，通过上述手段控制乙酸镁与活性物质之间的质量比例，从而控制多孔物质与氧化镁之间的比例，既能够增大氧化镁的比表面积，提高其钝化效果，而且防止由于多孔物质孔隙都被氧化镁填充引起的钝化效果减小，从而能够具有更优的钝化效果。

优选的，加热时间为0.5-2h。

通过采用上述技术方案，通过对加热时间的控制保障乙酸镁可以完全分解为氧化镁，而且对于多孔物质改性后的改性多孔基材钝化效果更优。

优选的，所述黏土矿物粉选用生物炭、硅藻土、硅微粉、膨润土、沸石、海泡石或粉煤灰中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，不同黏土矿物粉的比表面积等参数均有所差别，选用上述黏土矿物粉的时候其钝化效果更优。

第二方面，本申请提供一种改性多孔基材，采用如下的技术方案：