[发明专利]一种可处理土壤砷污染的纳米氧化铁复合材料、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种可处理土壤砷污染的纳米氧化铁复合材料，其特征在于，由重量百分比如下的三种组分制成：

组分重量百分比

生物质炭负载的纳米氧化铁10-22%；

柠檬酸负载的纳米氧化铁2-8%；

硅灰石或硅藻土70-85%；

所述纳米氧化铁复合材料过60-80目筛；

所述生物质炭负载的纳米氧化铁的制备方法，包括以下步骤：

（1）取稻壳和/或小麦秸秆为原料在600℃缺氧环境下高温碳化2-3h，所得碳化产物经酸洗，水洗至中性后，烘干，研磨成粉，再用去离子水多次清洗，在90℃-100℃下烘干，得生物质炭；

（2）按质量比9：1分别取生物质炭和纳米氧化铁溶于水，超声，振荡，静置，取沉淀醇洗，干燥，得到生物质炭负载的纳米氧化铁；

所述柠檬酸负载的纳米氧化铁的制备方法，包括以下步骤：按质量比1：10分别取柠檬酸和纳米氧化铁溶于水，超声，振荡，静置，取沉淀醇洗，干燥，得到柠檬酸负载的纳米氧化铁；

所述纳米氧化铁粒径为10-50nm。

2.根据权利要求1所述的一种可处理土壤砷污染的纳米氧化铁复合材料，其特征在于，所述生物质炭负载的纳米氧化铁的制备方法，包括以下步骤：

（1）取稻壳和/或小麦秸秆为原料在600℃缺氧环境下高温碳化3h，所得碳化产物经酸洗，水洗至中性后，烘干，研磨成粉，再用去离子水多次清洗，在90℃-100℃下烘干，得生物质炭；

（2）取纳米氧化铁溶解于蒸馏水，在230-260 r/min转速下超声0.5-1h，在氮气保护下，加入生物质炭，所述生物质炭与纳米氧化铁的质量比为9：1，同时逐滴加入少量0.1mol/LNaBH₄，搅拌均匀，继续在230-260r/min转速下超声0.5-1h，超声完成后放入温度为25℃、转速为100-130r/min的恒温振荡摇床振荡器中振荡12-24h，振荡结束后沉淀24-48h，倒掉上清液后用无水乙醇清洗至少3次，最后放入110℃干燥箱中干燥12-24h，即得到生物质炭负载的纳米氧化铁；

所述柠檬酸负载的纳米氧化铁的制备方法，包括以下步骤：取纳米氧化铁溶解于蒸馏水，在200-260r/min转速下超声0.5-1h，加入柠檬酸，所述柠檬酸与纳米氧化铁的质量比为1：10，搅拌均匀，放入摇床中以150-180r/min转速转动10-12h，再静置24-48h后，倒掉上清液后，用无水乙醇洗涤至少3次，最后放入110℃干燥箱中干燥12-24h，即得到柠檬酸负载的纳米氧化铁。

3.根据权利要求1或2所述的一种可处理土壤砷污染的纳米氧化铁复合材料，其特征在于，所述纳米氧化铁复合材料由重量百分比如下的三种组分制成：

组分重量百分比

生物质炭负载纳米氧化铁 20%；

柠檬酸负载纳米氧化铁 2.2%；

硅灰石或硅藻土78.8%。

4.根据权利要求1或2所述的一种可处理土壤砷污染的纳米氧化铁复合材料，其特征在于，所述纳米氧化铁粒径为30±5nm。

5.权利要求1-4任一所述的一种可处理土壤砷污染的纳米氧化铁复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将硅灰石或硅藻土研磨成粉后与生物质炭负载的纳米氧化铁、柠檬酸负载的纳米氧化铁混合均匀，研磨过60-80目筛，即得。

6.权利要求1-4任一的纳米氧化铁复合材料或权利要求5的方法制得的纳米氧化铁复合材料在砷污染土壤修复中的应用，其特征在于：在作物种植前，将所述纳米氧化铁复合材料均匀撒施至土壤中，撒施量为100-150 kg/亩，根据土壤情况适当洒水，保持土壤含水率为15-25%，使所述纳米氧化铁复合材料充分溶解在土壤中。