[发明专利]一种高效催化过硫酸钠去除土壤有机物的方法

说明书

本发明属于土壤修复技术领域，公开了一种高效催化过硫酸钠去除土壤中有机物、制备方法以及应用。通过合成一种复合材料，复合材料中的生物炭由于多孔特性能够吸附有机物，待吸附大量有机物后再加入过硫酸钠，利用复合材料中的单原子催化剂催化过硫酸钠，实现精准氧化，大大提高了有机物的去除效率。该复合材料通过球磨活化之后催化效率和效果明显提高，还能改良土壤，提高土壤的持水能力，提高作物的存活率，是一种高效、节能、环保的方法。

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种复合材料能够有效催化过硫酸钠，高效的去除土壤中的有机物，具体污染物为土壤中的TPH。

背景技术

近年来，随着我国工农业猛速发展，石油开采、交通运输、金属冶炼等行业生产都增加了有机物的排放。根据2014年4月17日发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，六六六、滴滴涕、多环芳烃(PAHs)3类有机污染物点位超标率分别为0.5％、1.9％、1.4％。在一些工业园区，化工产业区、矿区还常常出现重金属和有机物复合污染。有机污染物可以直接破坏土壤的正常功能，并可通过植物的吸收和食物链的积累，进而危害人类健康。土壤有机污染物可直接被人体摄入，甚至可能在体内积累，影响人体生化和生理反应，从而影响新陈代谢、发育和生殖功能，还可能影响人的智力发育水平，破坏神经系统和内分泌系统。有机污染物进入人体后可能促进肿瘤的生长，导致癌症发病率增加。因此解决土壤有机物污染问题已经刻不容缓。

针对目前有机污染土壤的修复技术主要分为化学修复法、微生物修复法、热脱附法和化学淋洗法等若干种。其中微生物修复技术具有修复慢，修复条件受限制等缺点；其热脱附处理技术由于其修复效率相对较高、技术门槛相对较低被广泛应用，但能耗相对较大，以及往往会对土壤造成不可逆的发展；化学淋洗技术往往效率较低且容易造成二次污染。化学修复是处理有机污染物最常见的方法，其中过硫酸盐由于其氧化性强，pH适应范围广，活化方式多，已经被广泛应用。根据以往的研究显示，过渡金属以及其氧化物可以有效活化过硫酸盐降解土壤中的有机物，这类催化剂可以被分为均相催化剂和非均相催化剂。均相催化剂(FeSO₄、FeCl₃、Co(NO₃)₂等)容易对土壤造成二次污染，对反应体系的pH的要求较高，碱性条件下，过渡金属容易沉淀，酸性条件下容易生成水合物种，这极大的降低了催化效率，因此均相催化剂往往需要较大的投加量，这一定程度上造成了资源上的浪费。传统的非均相催化剂(Fe₃O₄、单质铁、纳米零价铁、磁铁矿等)的催化效率随催化剂的性质，特别是其表面形貌、结构等的差异而发生相当明显的改变，而且它们的反应活化能高，表面活性位点密度低限制了它们的进一步发展。

现有技术中对土壤中有机物的处理采用过硫酸钠催化处理的手段也有见研究，例如中国专利：CN109504393A公开了一种有机污染土壤氧化修复试剂及其应用。有机污染土壤氧化修复试剂包括铁改性活性炭、柠檬酸和过硫酸盐；铁改性活性炭和柠檬酸作为共活化剂，以过硫酸盐作为氧化剂，能更高效地活化过硫酸钠产生硫酸根自由基，可以提高有机污染土壤修复效率，缩短修复周期，然而其效率有待提升。

CN113751492A公开了一种利用磁性木质素水凝胶活化过硫酸盐修复有机污染土壤的方法，属于环境有机污染物降解技术领域。本发明以纳米零价铁镍双金属作为磁源，与木质素水凝胶混合制备出一种磁性木质素水凝胶，用于活化过硫酸盐修复有机污染土壤；其同样存在效率比较低的问题，其针对的有机物主要是双酚A。

以及CN107470344A公开的纳米腐殖酸联合亚铁离子活化过硫酸盐修复有机污染土壤的方法，其同样存在效率比较低以及反应时长较为长的问题。

本申请针对现有技术中去除土壤有机物的效率较低的问题提出了一种高效催化过硫酸钠去除土壤有机物的方法。

发明内容