[发明专利]一种硒基改性纳米羟基磷灰石材料及其制备方法与在Cd污染土壤修复中的应用

说明书

本发明涉及重金属吸附材料以及土壤修复技术领域，具体公开了一种硒基改性纳米羟基磷灰石材料及其制备方法与在Cd污染土壤修复中的应用。所述的硒基改性纳米羟基磷灰石材料的制备方法，其包含如下步骤：取磷酸盐溶于水中，调节pH值至10‑11，接着加入多糖纳米硒溶液，得溶液A；取钙盐溶于水中，调节pH值至10‑11，得溶液B；将溶液A和溶液B混合得乳状溶液；然后将乳状溶液进行加热反应，反应结束后将产物洗涤干燥后即得所述的硒基改性纳米羟基磷灰石材料。由该方法制备得到的硒基改性纳米羟基磷灰石材料，其能有效地降低农产品中Cd含量，同时能够产出富硒农产品，增加农作物的产量以及经济价值，从而调动农民实施修复的主观能动性。

技术领域

本发明涉及重金属吸附材料以及土壤修复技术领域，具体涉及一种硒基改性纳米羟基磷灰石材料及其制备方法与在Cd污染土壤修复中的应用。

背景技术

土壤重金属污染是指由于人类的活动使重金属进入土壤，致使土壤重金属含量明显高于当地土壤重金属背景值，可能会造成现存的或者潜在的土壤退化、土壤生态与环境恶化的现象。近年来，由于污水灌溉、污泥农用及含有重金属的农药、化肥的不合理使用，含金属污水的农田灌溉、污泥的农业利用、肥料农药的施用以及矿产资源的无序开采，使地球上的许多土壤被金属污染，极大地影响着农业生产的可持续发展和人类的生存环境质量。土壤重金属污染可导致农作物产量和质量下降，致使农业及农村经济蒙受巨大损失。镉、铅、汞、砷等重金属一旦进入土壤，就可能被农作物吸收，从而残留在农产品中，危及畜禽健康，并最终通过食物链对人类健康造成威胁。

羟基磷灰石是一种微溶于水的弱碱性磷酸钙盐，羟基磷灰石比表面积较大，不但可与重金属发生沉淀反应，还可通过其巨大的比表面积吸附重金属离子从而降低重金属的活性，也可与不同官能团或重金属离子发生离子交换作用，成为环境修复研究的热点材料之一。然而，不同方法制备得到的羟基磷灰石晶格中Ca²⁺的位置是不同的，其价键与半径也是不同的；因此，由不同方法制备得到的羟基磷灰石其对不同重金属的钝化吸附能力也是不同的。

纳米羟基磷灰石材料对重金属的吸附研究主要集中在水环境和大气环境中，而对土壌重金属离子的钝化吸附研究相对较少。土壤是一个复杂的体系，土壤中存在多种重金属离子，这些重金属离子之间存在竞争吸附，此外土壤环境中的 pH值、有机质含量、阳离子交换量等影确因素也较为复杂。然而，纳米羟基磷灰石材料对土壤中各种重金属离子的钝化吸附作用效果怎么样，针对特定重金属污染的土壤采用何种方法制备得到的纳米羟基磷灰石材料才具有优异的重金属钝化吸附作用，这些都是需要本领域技术人员进一步深入研究的。

硒是人体必需的微量元素，其能提高人体免疫，促进淋巴细胞的增殖及抗体和免疫球蛋白的合成。硒对结肠癌、皮肤癌、肝癌、乳腺癌等多种癌症具有明显的抑制和防护的作用，其在机体内的中间代谢产物甲基硒醇具有较强的抗癌活性。因此，富硒农产品也越来越得到广大最求健康的消费者的认可。

综上所述，在现有技术的基础上，开发一种能够对Cd污染土壤修复作用好又能提高土壤中硒含量的纳米羟基磷灰石材料具有重要的应用价值。

发明内容

为了克服现有技术中存在的至少之一的技术问题，本发明提供了一种硒基改性纳米羟基磷灰石材料的制备方法；研究表明，由本发明所述方法制备得到的硒基改性纳米羟基磷灰石材料，其对Cd污染土壤具有优异的修复作用；同时还能增加土壤中硒的含量。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种硒基改性纳米羟基磷灰石材料的制备方法，其包含如下步骤：

取磷酸盐溶于水中，调节pH值至10-11，接着加入多糖纳米硒溶液，得溶液A；

取钙盐溶于水中，调节pH值至10-11，得溶液B；

将溶液A和溶液B混合得乳状溶液；然后将乳状溶液进行加热反应，反应结束后将产物洗涤干燥后即得所述的硒基改性纳米羟基磷灰石材料。