CN105127194A - 一种修复三唑磷污染农田土壤的钛白粉复合材料的制备方法 - Google Patents

一种修复三唑磷污染农田土壤的钛白粉复合材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于土壤修复材料领域，涉及一种修复三唑磷污染农田土壤的钛白粉复合材料的制备方法。本发明提出的制备方法是将改性钛白粉复合到氨化亚麻的孔道中，具体工艺包括亚麻洗净、氨化、钛白粉改性以及复合材料制备等。本发明制备的钛白粉复合材料具有以下优点：（1）用聚碳酸丙酯将钛白粉固定至亚麻中，既能发挥亚麻密度轻、比表面积大的特性，又能利用了改性钛白粉对三唑磷降解催化力强的优点；（2）与钛白粉粉体相比，复合材料避免了钛白粉粉体团聚结块、催化力降低的问题，又能避免钛白粉催化剂难以回收，引发土壤肥力下降的问题；（3）拓展了亚麻的功能，提高了亚麻废弃物的经济价值。

Description

一种修复三唑磷污染农田土壤的钛白粉复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于土壤修复材料技术领域，具体涉及一种修复三唑磷污染农田土壤的钛白粉复合材料的制备方法。
背景技术
农药污染（pesticidepollution）指农药或其有害代谢物、降解物对环境和生物产生的污染。农药及其在自然环境中的降解产物，污染大气、水体和土壤，会破坏生态系统，引起人和动、植物的急性或慢性中毒。农药施用后，一部分附着于植物体上，或渗入株体内残留下来，使粮、菜、水果等受到污染；另一部分散落在土壤上（有时则是直接施于土壤中）或蒸发、散逸到空气中，或随雨水及农田排水流入河湖，污染水体和水生生物。农产品的残留农药通过饲料，污染禽畜产品。农药残留通过大气、水体、土壤、食品，最终进入人体，引起各种慢性或急性病害。三唑磷是一种中等毒、广谱有机磷杀虫剂，具有强烈的触杀和胃毒作用，杀虫效果好，杀卵作用明显，渗透性较强，无内吸作用，用于水稻等多种作物防治多种害虫。
亚麻种植业和亚麻纺织行业的大发展也提出了一个困扰亚麻行业科技人员的一个大难题，这就是亚麻废弃物的利用问题。这个问题不解决，不但会制约亚麻行业的良性发展，更重要的是在亚麻资源严重浪费的同时也给企业带来了不安全隐患，使企业所在地的环境受到污染。原麻加工和亚麻纺纱、纺织品生产工艺过程中，亚麻废弃物主要在两个环节产生。第一在亚麻原料厂。亚麻原茎在进入原料加工厂进行脱胶沤制后，在梳制加工时，每束原茎最多只有15％可制成纺织用的打成麻。在80年代经工艺改进后又有约15％的短纤维(称为亚麻二粗纤维)可作为纺织用的纤维。那么，剩余约70％的更短纤维、超短纤维、麻屑、粉尘和麻杆都是废弃物。第二在纺纱厂。打成麻和亚麻二粗纤维在各类纺纱厂的梳麻、并条和纺纱过程中，还会产生总量为4％～5％的亚麻粉尘以及l％～2％的短纤维似的落物和二粗落麻。
本发明的创造性在于：（1）钛白粉复合材料是一种新型复合材料，有望成为废弃物资源化利用的典范；（2）用氰基十二烷基磺酸钠乙酯将改性钛白粉固定至亚麻中，制备钛白粉复合材料的工艺未见文献报道；（3）无论与钛白粉相比，还是亚麻相比，复合材料的物理形态、成分结构、催化活性等性能均具备突出的实质性特点和显著的进步。
发明内容
本发明属于土壤修复材料领域，涉及一种修复三唑磷污染农田土壤的钛白粉复合材料的制备方法。本发明提出的制备方法是将改性钛白粉复合到氨化亚麻的孔道中，具体工艺包括亚麻洗净、氨化、钛白粉改性以及复合材料制备等。本发明制备的钛白粉复合材料具有以下优点：（1）用聚碳酸丙酯将钛白粉固定至亚麻中，既能发挥亚麻密度轻、比表面积大的特性，又能利用了改性钛白粉对三唑磷降解催化力强的优点；（2）与钛白粉粉体相比，复合材料避免了钛白粉粉体团聚结块、催化力降低的问题，又能避免钛白粉催化剂难以回收，引发土壤肥力下降的问题；（3）拓展了亚麻的功能，提高了亚麻废弃物的经济价值。本发明制备的亚麻材料将土壤中的三唑磷含量降低90%以上，可用于农药污染农田的修复，市场前景广阔。
本发明提出的钛白粉复合材料的制备方法，其特征在于：
1）清洁亚麻：将亚麻漂洗、烘干；
2）亚麻氨化：将清洁后的亚麻置于氨化溶液中，于50℃放置10分钟，漂洗、烘干；其中氨化溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为：硝酸铵浓度5~10g/L，乙二胺浓度5~10g/L，尿素浓度5~10g/L，硝酸镁浓度5~10g/L；
3）钛白粉改性：将钛白粉置于十二烷基磺酸钠/四丁基溴化铵混合水溶液中，搅拌1小时，过滤，于100℃干燥1小时，冷却，用去离子水洗涤，干燥，得改性的钛白粉；其中钛白粉与十二烷基磺酸钠/四丁基溴化铵混合水溶液的料/液比为1/5~1/10g/mL；其中十二烷基磺酸钠/四丁基溴化铵混合水溶液中十二烷基磺酸钠的质量浓度为5~10%，四丁基溴化铵的质量浓度为5~10%；
4）复合材料制备：将聚碳酸丙酯溶于乙二醇二乙酯中，依次加入氨化亚麻及改性钛白粉，搅拌2小时，将混合物置于模具中，于50~100℃干燥5小时，得钛白粉复合材料；其中各种物料的重量比为：氨化亚麻/改性钛白粉/氰基十二烷基磺酸钠乙酯/乙二醇二乙酯=3/1/2/4。
将复合材料与三唑磷含量为5%的农田土壤混合，添加适量的水，在模拟太阳光下照射6小时，静置，测试土壤中三唑磷的含量，计算三唑磷去除率。
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本发明
实施例1
将亚麻用自来水洗净，烘干。
将硝酸铵、乙二胺、尿素、硝酸镁溶于去离子水中，硝酸铵浓度为5g/L，乙二胺浓度为5g/L，尿素浓度为5g/L，硝酸镁浓度为5g/L，得氨化溶液。
将50g洗净的亚麻置于500mL氨化溶液中，于50℃放置10分钟，漂洗、烘干，得氨化的亚麻。
将十二烷基磺酸钠、四丁基溴化铵溶于去离子水中，十二烷基磺酸钠的质量浓度为5%，四丁基溴化铵的质量浓度为5%，得十二烷基磺酸钠/四丁基溴化铵混合水溶液。
将100g钛白粉置于500mL十二烷基磺酸钠/四丁基溴化铵混合水溶液中，搅拌1小时，过滤，于100℃干燥1小时，冷却，用去离子水洗涤，干燥，得改性的钛白粉。
将20g聚碳酸丙酯溶于40g乙二醇二乙酯中，依次加入30g氨化亚麻及10g改性钛白粉，搅拌2小时，将混合物置于模具中，于50℃干燥5小时，得钛白粉复合材料。
将5g复合材料与1000g三唑磷含量为5%的污染土壤混合，添加1000mL水，在模拟太阳光下照射6小时，静置，测试土壤中三唑磷的含量，计算三唑磷去除率为96%。
实施例2
将亚麻自来水洗净，烘干。
将硝酸铵、乙二胺、尿素、硝酸镁溶于去离子水中，硝酸铵浓度为10g/L，乙二胺浓度为10g/L，尿素浓度为10g/L，硝酸镁浓度为10g/L，得氨化溶液。
将5g洗净的亚麻置于50mL氨化溶液中，于50℃放置10分钟，漂洗、烘干，得氨化的亚麻。
将十二烷基磺酸钠、四丁基溴化铵溶于去离子水中，十二烷基磺酸钠的质量浓度为10%，四丁基溴化铵的质量浓度为10%，得十二烷基磺酸钠/四丁基溴化铵混合水溶液。
将10g钛白粉置于100mL十二烷基磺酸钠/四丁基溴化铵混合水溶液中，搅拌1小时，过滤，于100℃干燥1小时，冷却，用去离子水洗涤，干燥，得改性的钛白粉。
将2g聚碳酸丙酯溶于4g乙二醇二乙酯中，依次加入3g氨化亚麻及1g改性钛白粉，搅拌2小时，将混合物置于模具中，于100℃干燥5小时，得钛白粉复合材料。
将5g复合材料与1000g三唑磷含量为5%的污染土壤混合，添加1000mL水，在模拟太阳光下照射6小时，静置，测试土壤中三唑磷的含量，计算三唑磷去除率为91%。
实施例3
将亚麻用自来水洗净，烘干。
将硝酸铵、乙二胺、尿素、硝酸镁溶于去离子水中，硝酸铵浓度为6g/L，乙二胺浓度为7g/L，尿素浓度为8g/L，硝酸镁浓度为9g/L，得氨化溶液。
将50g洗净的亚麻置于500mL氨化溶液中，于50℃放置10分钟，漂洗、烘干，得氨化的亚麻。
将十二烷基磺酸钠、四丁基溴化铵溶于去离子水中，十二烷基磺酸钠的质量浓度为6%，四丁基溴化铵的质量浓度为9%，得十二烷基磺酸钠/四丁基溴化铵混合水溶液。
将100g钛白粉置于800mL十二烷基磺酸钠/四丁基溴化铵混合水溶液中，搅拌1小时，过滤，于100℃干燥1小时，冷却，用去离子水洗涤，干燥，得改性的钛白粉。
将20g聚碳酸丙酯溶于40g乙二醇二乙酯中，依次加入30g氨化亚麻及10g改性钛白粉，搅拌2小时，将混合物置于模具中，于80℃干燥5小时，得钛白粉复合材料。
将5g复合材料与1000g三唑磷含量为5%的污染土壤混合，添加1000mL水，在模拟太阳光下照射6小时，静置，测试土壤中三唑磷的含量，计算三唑磷去除率为90%。
实施例4
将亚麻用自来水洗净，烘干。
将硝酸铵、乙二胺、尿素、硝酸镁溶于去离子水中，硝酸铵浓度为5g/L，乙二胺浓度为10g/L，尿素浓度为10g/L，硝酸镁浓度为5g/L，得氨化溶液。
将50g洗净的亚麻置于500mL氨化溶液中，于50℃放置10分钟，漂洗、烘干，得氨化的亚麻。
将十二烷基磺酸钠、四丁基溴化铵溶于去离子水中，十二烷基磺酸钠的质量浓度为5%，四丁基溴化铵的质量浓度为10%，得十二烷基磺酸钠/四丁基溴化铵混合水溶液。
将100g钛白粉置于750mL十二烷基磺酸钠/四丁基溴化铵混合水溶液中，搅拌1小时，过滤，于100℃干燥1小时，冷却，用去离子水洗涤，干燥，得改性的钛白粉。
将20g聚碳酸丙酯溶于40g乙二醇二乙酯中，依次加入30g氨化亚麻及10g改性钛白粉，搅拌2小时，将混合物置于模具中，于75℃干燥5小时，得钛白粉复合材料。
将5g复合材料与1000g三唑磷含量为5%的污染土壤混合，添加1000mL水，在模拟太阳光下照射6小时，静置，测试土壤中三唑磷的含量，计算三唑磷去除率为92%。

Claims (1)

1.一种修复三唑磷污染农田土壤的钛白粉复合材料的制备方法，其特征在于：
1）清洁亚麻：将亚麻漂洗、烘干；
2）亚麻氨化：将清洁后的亚麻置于氨化溶液中，于50℃放置10分钟，漂洗、烘干；其中氨化溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为：硝酸铵浓度5~10g/L，乙二胺浓度5~10g/L，尿素浓度5~10g/L，硝酸镁浓度5~10g/L；
3）钛白粉改性：将钛白粉置于十二烷基磺酸钠/四丁基溴化铵混合水溶液中，搅拌1小时，过滤，于100℃干燥1小时，冷却，用去离子水洗涤，干燥，得改性的钛白粉；其中钛白粉与十二烷基磺酸钠/四丁基溴化铵混合水溶液的料/液比为1/5~1/10g/mL；其中十二烷基磺酸钠/四丁基溴化铵混合水溶液中十二烷基磺酸钠的质量浓度为5~10%，四丁基溴化铵的质量浓度为5~10%；
4）复合材料制备：将聚碳酸丙酯溶于乙二醇二乙酯中，依次加入氨化亚麻及改性钛白粉，搅拌2小时，将混合物置于模具中，于50~100℃干燥5小时，得钛白粉复合材料；其中各种物料的重量比为：氨化亚麻/改性钛白粉/聚碳酸丙酯/乙二醇二乙酯=3/1/2/4。
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