CN106824240B - 一种土壤原位修复光催化材料及其制备方法 - Google Patents
一种土壤原位修复光催化材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106824240B CN106824240B CN201611270049.4A CN201611270049A CN106824240B CN 106824240 B CN106824240 B CN 106824240B CN 201611270049 A CN201611270049 A CN 201611270049A CN 106824240 B CN106824240 B CN 106824240B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soil
- porous ceramic
- ceramic grain
- sintering
- catalysis material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000008439 repair process Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 21
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 16
- RYYXDZDBXNUPOG-UHFFFAOYSA-N 4,5,6,7-tetrahydro-1,3-benzothiazole-2,6-diamine;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.C1C(N)CCC2=C1SC(N)=N2 RYYXDZDBXNUPOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium oxide Inorganic materials O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N oxogermanium Chemical compound [Ge]=O PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 12
- DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L oxygen(2-);titanium(4+);sulfate Chemical compound [O-2].[Ti+4].[O-]S([O-])(=O)=O DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- 229910000348 titanium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 238000005067 remediation Methods 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 4
- -1 shale Substances 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims 2
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 abstract description 14
- 230000035558 fertility Effects 0.000 abstract description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 18
- MCWXGJITAZMZEV-UHFFFAOYSA-N dimethoate Chemical compound CNC(=O)CSP(=S)(OC)OC MCWXGJITAZMZEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 10
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 3
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 2
- 239000005947 Dimethoate Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011953 bioanalysis Methods 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005297 material degradation process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000000361 pesticidal effect Effects 0.000 description 1
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/612—Surface area less than 10 m2/g
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/02—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2101/00—Agricultural use
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种土壤原位修复光催化材料及其制备方法,光催化材料为以多孔陶粒为基体,通过在基体上覆设光催化膜并经烧结制成的颗粒大小为1~2cm的负载型催化剂,多孔陶粒的原料配方包含污水厂脱水污泥、废白土、页岩和生石灰,四者按干份重量比依次为18~25:18~25:55~60:6;光催化膜烧结后形成复合掺杂硫、氮和锗的改性二氧化钛。所述制备方法包括依次进行的制备多孔陶粒、覆设光催化膜以及烧结三大步骤。本发明材料可以方便地从被修复土壤中回收从而不会影响修复土壤的肥力,同时该材料的制备和应用简单,对有机农药吸附能力强,同时原料来源广泛,成本低,操作简单。
Description
技术领域
本发明属于土壤修复领域,具体涉及一种有机农药污染土壤原位修复光催化陶粒的制备方法。
背景技术
随着现代化农业发展,土壤有机农药污染问题越来越突出。在农药广泛应用推动现代化农业快速发展,给人类带来各种便利的同时,使得大量的农药进入土壤,改变着土壤的环境质量。由于大部分农药属于不易生物降解物质,大量农药聚集于土壤,进入水体,在自然环境中长期存留与富集,对自然生态系统和人类的健康发展产生巨大的威胁。
目前主要的有机农药污染土壤修复技术有物理法、化学法和生物方法。其中,通过温度、电动力以及其他物理因素将有机农药从土壤中分离的物理方法,去除效果好,但是处理能耗大、工程量大;通过投加化学药剂去除有机农药污染,可以快速有效的清除污染,但化学药剂的加入亦会给土壤安全带来新的隐患;生物法去除有机农药污染,对环境影响小,但是其所需要的土壤环境条件严格,处理效率较低。
土壤光催化降解是一种新兴的土壤原位修复技术,在有机农药污染土壤修复中具有广阔的前景。光催化材料二氧化钛是当前研究和运用的热点。通过对二氧化钛的改性可以提高其对可见光的利用效率,强化其有机农药降解能力。目前,主要的二氧化钛改性手段有金属掺杂与非金属掺杂改性两类。目前,单一利用金属或非金属掺杂改性光催化材料用于降解有机污染物研究较多。然而仅金属或非金属掺杂改性材料催化降解有机物能力难以进一步提高,土壤有机污染修复效果难以提升。
同时,在各种光催化材料土壤修复使用方式中,直接喷撒法与固定在装置中利用最为常见。直接喷撒可以很好的改善有机污染土壤的污染程度,降解有机污染物,但本申请发明人意外发现光催化材料存留于土壤中将对修复土壤的肥力产生长远的影响;而固定装置利用对技术要求较高,实际修复过程中工程量大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型土壤原位修复光催化材料,该材料可以方便地从被修复土壤中回收从而不会影响修复土壤的肥力,同时该材料的制备和应用简单,对有机农药吸附能力强。
本发明同时还提供一种新型土壤原位修复光催化材料的制备方法,该方法原料来源广泛,成本低,操作简单,所得催化材料对有机农药吸附能力强。
本发明还进一步提供新型土壤原位修复光催化材料在有机农药污染土壤修复中的应用。
本发明为实现上述目的所采用的一种技术方案如下:
一种土壤原位修复光催化材料,其为以多孔陶粒为基体,通过在基体上覆设光催化膜并经烧结制成的负载型催化剂,多孔陶粒的原料配方包含污水厂脱水污泥、废白土、页岩和生石灰,四者按干份重量比依次为18~25:18~25:55~60:6;光催化膜烧结后形成复合掺杂硫、氮和锗的改性二氧化钛,所述光催化材料的颗粒大小为1~2cm。
进一步地,所述多孔陶粒通过将所述原料混合并添加助烧结剂和水,混匀,然后依次经制粒,干燥和烧结制成。
根据本发明的一个具体且优选方面,所述助烧结剂为200目玻璃砂,其添加量为所述原料干份总重量的1~2%。
优选地,所述多孔陶粒的制备过程中的烧结在温度950~1050℃下进行,烧结时间为1~3小时。
优选地,所述光催化膜通过将含有硫酸钛、二氧化硫脲、氧化锗和硫酸的水溶液与多孔陶粒在尿素存在下反应形成。
进一步优选地,硫酸钛、二氧化硫脲、氧化锗、多孔陶粒以及尿素的质量比为10~20:10~50:1~5:100~250:50~100。
优选地,所述光催化材料制备步骤中的烧结在温度600~700℃下进行,烧结时间为4~5小时。
本发明采取的第二个技术方案是一种土壤原位修复光催化材料的制备方法,其包括以下步骤:
(1)制备多孔陶粒:采用污水厂脱水污泥、废白土、页岩、生石灰,四者粒径大小皆为50~100目,按干份重量比例18~25:18~25:55~60:6混合,再添加上述原料干份总重量1~2%的助烧结剂,添加水至原料总重量的50~60%,搅拌均匀,将上述混匀原料制成粒径为1~2cm的颗粒,置于150~200℃干燥器中干燥后,置于950~1050℃高温炉中烧结1~3小时制备得到所述多孔陶粒;
(2)覆设光催化膜:将步骤(1)所得多孔陶粒用5~10%的硫酸浸泡2~4小时,然后用水洗净、烘干备用;将硫酸钛、二氧化硫脲、氧化锗分别溶解于0.2%~0.5%的稀硫酸中,搅拌均匀制成改性覆膜溶液;将洗净烘干的陶粒与所述改性覆膜溶液混合,同时缓慢加入尿素,缓慢搅拌0.5~1小时,静置陈化7~9小时;将陈化后陶粒取出,烘干,获得覆设有光催化膜的多孔陶粒;
(3)将步骤(2)所得覆设有光催化膜的多孔陶粒于600~700℃马弗炉中烧结4~5小时,得到所述土壤原位修复光催化材料。
优选地,步骤(1)中,所述助烧结剂为200目玻璃砂,其添加量为所述原料干份总重量的1~2%,步骤(1)中的烧结在温度950~1050℃下进行,烧结时间为1~3小时。
优选地,步骤(2)中,硫酸钛、二氧化硫脲、氧化锗、多孔陶粒以及尿素的质量比为10~20:10~50:1~5:100~250:50~100,多孔陶粒与所述改性覆膜溶液的质量体积比为100~250g/L。
本发明还涉及本发明所述的土壤原位修复光催化材料在有机农药污染土壤修复中的应用。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1.本发明的光催化材料在使用后可以快速与土壤分离而回收,从而可以显著降低材料对土壤肥力的影响;
2.本发明的光催化材料经过掺杂锗、硫、氮改性,可见光利用效率大大提高,同时采用的多孔陶粒比表面积大,这些均使得本发明材料与已有材料相比有机农药降解能力显著增强,可以重复、持续使用;
3.本发明的光催化材料中的多孔陶粒所采用的原料来源广泛,成本低,可实现废弃物资源重新利用,具有较好的经济和环境效应;
4.本发明的光催化材料的制备方法,可以实现新型光催化材料的制备,具有效率高,操作简单,成本低,所得光催化材料农药降解效果好等优势。
具体实施方式
以下通过具体实施例来说明本发明的技术方案。本发明中所用的原料和试剂均市售可得。如无特别说明,表示百分含量的“%”表示的为质量百分含量。
实施例1
一种土壤原位修复光催化材料的制备方法,其包括以下步骤:
(1)制备多孔陶粒:采用污水厂脱水污泥、废白土、页岩、生石灰,四者粒径大小皆为50目,按干份重量比例18:21:55:6混合,再添加上述原料干份总重量2%的助烧结剂,添加水至原料总重量的50%,搅拌均匀,将上述混匀原料制成粒径为1~2cm的颗粒,置于180℃干燥器中干燥后,置于1000℃高温炉中烧结1.5小时制备得到多孔陶粒,多孔陶粒的密度为0.95g/cm3,比表面积为3.03m2/g;
(2)覆设光催化膜:将步骤(1)所得多孔陶粒用8%的硫酸浸泡3小时,然后用水洗净、烘干备用;将硫酸钛、二氧化硫脲、氧化锗分别溶解于0.3%的稀硫酸中,搅拌均匀制成改性覆膜溶液;将洗净烘干的陶粒与所述改性覆膜溶液混合,同时缓慢加入尿素,缓慢搅拌0.5小时,静置陈化9小时;将陈化后陶粒取出,烘干,获得覆设有光催化膜的多孔陶粒,其中硫酸钛、二氧化硫脲、氧化锗、多孔陶粒以及尿素的质量比为10:10:2:200:80,多孔陶粒与所述改性覆膜溶液的质量体积比为200g/L;
(3)将步骤(2)所得覆设有光催化膜的多孔陶粒于650℃马弗炉中烧结5小时,得到所述土壤原位修复光催化材料。
实施例2
一种土壤原位修复光催化材料的制备方法,其包括以下步骤:
(1)制备多孔陶粒:采用污水厂脱水污泥、废白土、页岩、生石灰,四者粒径大小皆为50目,按干份重量比例18:21:55:6混合,再添加上述原料干份总重量2%的助烧结剂,添加水至原料总重量的50%,搅拌均匀,将上述混匀原料制成粒径为1~2cm的颗粒,置于180℃干燥器中干燥后,置于1000℃高温炉中烧结1.5小时制备得到多孔陶粒,多孔陶粒的密度为约0.95g/cm3,比表面积为约3.03m2/g;
(2)覆设光催化膜:将步骤(1)所得多孔陶粒用8%的硫酸浸泡3小时,然后用水洗净、烘干备用;将硫酸钛、二氧化硫脲、氧化锗分别溶解于0.3%的稀硫酸中,搅拌均匀制成改性覆膜溶液;将洗净烘干的陶粒与所述改性覆膜溶液混合,同时缓慢加入尿素,缓慢搅拌约1小时,静置陈化8小时;将陈化后陶粒取出,烘干,获得覆设有光催化膜的多孔陶粒,其中硫酸钛、二氧化硫脲、氧化锗、多孔陶粒以及尿素的质量比为20:10:1:150:60,多孔陶粒与改性覆膜溶液的质量体积比为150g/L;
(3)将步骤(2)所得覆设有光催化膜的多孔陶粒于700℃马弗炉中烧结4小时,得到所述土壤原位修复光催化材料。
对比例1
一种土壤原位修复光催化材料的制备方法,其大体同实施例1,不同的是,步骤(2)中不添加二氧化硫脲。
对比例2
一种土壤原位修复光催化材料的制备方法,其大体同实施例1,不同的是,步骤(2)中不添加氧化锗。
对比例3
一种土壤原位修复光催化材料的制备方法,其采用市售的粘土陶粒作为基体,经过与实施例1步骤(2)和(3)相同的操作得到光催化材料。
实施例3
光降解实验:分别取5份乐果农药含量4%的污染土壤样品500g,分别称取实施例1-2以及对比例1-3制备的光催化材料50g,添加600ml水,与5份土壤样品充分混合后,在模拟光照下进行光降解实验,实验时间为5小时,每隔0.5小时取样测定乐果含量。乐果测定采用气相色谱法。
实施例1光降解实验,在实验进行1小时,乐果去除率迅速升高到58%,实验结束时乐果去除率88%;
实施例2光降解实验,在实验进行1小时,乐果去除率迅速升高到55%,实验结束时乐果去除率91%;
对比例1光降解实验,在实验进行1小时,乐果去除率迅速升高到53%,实验结束时乐果去除率70%;
对比例2光降解实验,在实验进行1小时,乐果去除率迅速升高到56%,实验结束时乐果去除率75%;
对比例3光降解实验,在实验进行1.5小时,乐果去除率升高到46%,实验结束时乐果去除率68%。
上述结果表明,实施例1-2的光催化材料对于有机农药的处理效果明显优于对比例1-3。实验完成后,直接将光催化材料取出则实现与土壤的分离。
上述仅为本发明的部分优选实施例,本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说,在本发明技术方案的构思范围内可以有各种变化和更改,所作的任何变化和更改,均在本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种土壤原位修复光催化材料,其特征在于,所述光催化材料为以多孔陶粒为基体,通过在所述基体上覆设光催化膜并经烧结制成的负载型催化剂,所述多孔陶粒的原料配方包含污水厂脱水污泥、废白土、页岩和生石灰,四者按干份重量比依次为18~25:18~25:55~60:6;所述光催化膜烧结后形成复合掺杂硫、氮和锗的改性二氧化钛,所述光催化材料的颗粒大小为1~2cm,所述光催化膜通过将含有硫酸钛、二氧化硫脲、氧化锗和硫酸的水溶液与多孔陶粒在尿素存在下反应形成,硫酸钛、二氧化硫脲、氧化锗、多孔陶粒以及尿素的质量比为10~20:10~50:1~5:100~250:50~100。
2.根据权利要求1所述的土壤原位修复光催化材料,其特征在于,所述多孔陶粒通过将所述原料混合并添加助烧结剂和水,混匀,然后依次经制粒,干燥和烧结制成。
3.根据权利要求2所述的土壤原位修复光催化材料,其特征在于,所述助烧结剂为200目玻璃砂,其添加量为所述原料干份总重量的1~2%,所述多孔陶粒的制备过程中的烧结在温度950~1050℃下进行,烧结时间为1~3小时。
4.根据权利要求1所述的土壤原位修复光催化材料,其特征在于,所述光催化材料制备步骤中的烧结在温度600~700℃下进行,烧结时间为4~5小时。
5.一种土壤原位修复光催化材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)制备多孔陶粒:采用污水厂脱水污泥、废白土、页岩、生石灰,四者粒径大小皆为50~100目,按干份重量比例18~25:18~25:55~60:6混合,再添加上述原料干份总重量1~2%的助烧结剂,添加水至原料总重量的50~60%,搅拌均匀,将上述混匀原料制成粒径为1~2cm的颗粒,置于150~200℃干燥器中干燥后,置于950~1050℃高温炉中烧结1~3小时制备得到所述多孔陶粒;
(2)覆设光催化膜:将步骤(1)所得多孔陶粒用5~10%的硫酸浸泡2~4小时,然后用水洗净、烘干备用;将硫酸钛、二氧化硫脲、氧化锗分别溶解于0.2%~0.5%的稀硫酸中,搅拌均匀制成改性覆膜溶液;将洗净烘干的陶粒与所述改性覆膜溶液混合,同时缓慢加入尿素,缓慢搅拌0.5~1小时,静置陈化7~9小时;将陈化后陶粒取出,烘干,获得覆设有光催化膜的多孔陶粒,其中硫酸钛、二氧化硫脲、氧化锗、多孔陶粒以及尿素的质量比为10~20:10~50:1~5:100~250:50~100,多孔陶粒与所述改性覆膜溶液的质量体积比为100~250g/L;
(3)将步骤(2)所得覆设有光催化膜的多孔陶粒于600~700℃马弗炉中烧结4~5小时,得到所述土壤原位修复光催化材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述助烧结剂为200目玻璃砂,其添加量为所述原料干份总重量的1~2%,步骤(1)中的烧结在温度950~1050℃下进行,烧结时间为1~3小时。
7.一种如权利要求1至4中任一项权利要求所述的土壤原位修复光催化材料在有机农药污染土壤修复中的应用,其特征在于:在修复完成后,将所述的土壤原位修复光催化材料从土壤中分离回收。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611270049.4A CN106824240B (zh) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | 一种土壤原位修复光催化材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611270049.4A CN106824240B (zh) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | 一种土壤原位修复光催化材料及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106824240A CN106824240A (zh) | 2017-06-13 |
CN106824240B true CN106824240B (zh) | 2019-08-23 |
Family
ID=59117742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201611270049.4A Active CN106824240B (zh) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | 一种土壤原位修复光催化材料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106824240B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107376188A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-11-24 | 张娟 | 一种土壤有机残留降解剂及其制备方法 |
CN110652980B (zh) * | 2019-10-09 | 2020-06-30 | 北京尚华生态环保科技股份公司 | 一种土壤原位修复剂 |
CN110576034B (zh) * | 2019-10-09 | 2020-06-30 | 北京尚华生态环保科技股份公司 | 一种土壤原位修复方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101209422A (zh) * | 2007-12-25 | 2008-07-02 | 山东理工大学 | 负载Ag/N-TiO2纳米膜的多孔陶粒的制备工艺 |
CN103537272A (zh) * | 2013-09-24 | 2014-01-29 | 苏磊 | 一种负载改性TiO2的光催化陶粒及其制备方法 |
CN104525236A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-04-22 | 陕西科技大学 | 一种氮和稀土元素掺杂的纳米二氧化钛三元光催化剂的制备工艺 |
CN105797762A (zh) * | 2016-04-06 | 2016-07-27 | 苏磊 | 一种光催化陶粒及制备方法和应用 |
-
2016
- 2016-12-30 CN CN201611270049.4A patent/CN106824240B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101209422A (zh) * | 2007-12-25 | 2008-07-02 | 山东理工大学 | 负载Ag/N-TiO2纳米膜的多孔陶粒的制备工艺 |
CN103537272A (zh) * | 2013-09-24 | 2014-01-29 | 苏磊 | 一种负载改性TiO2的光催化陶粒及其制备方法 |
CN104525236A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-04-22 | 陕西科技大学 | 一种氮和稀土元素掺杂的纳米二氧化钛三元光催化剂的制备工艺 |
CN105797762A (zh) * | 2016-04-06 | 2016-07-27 | 苏磊 | 一种光催化陶粒及制备方法和应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106824240A (zh) | 2017-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106824240B (zh) | 一种土壤原位修复光催化材料及其制备方法 | |
CN106944053A (zh) | 一种污泥炭基类Fenton催化剂及其制备方法和应用 | |
CA2872696C (en) | Process and device for treating catalyst discharged from bubbling bed hydrogenation of residual oil | |
CN106732343A (zh) | 一种改性沸石的制备方法及制备得到的改性沸石 | |
CN105056973B (zh) | 化学腐蚀法原位生长制备高效的硫化铋‑铁酸铋复合可见光催化剂及其应用 | |
CN109821574B (zh) | 一种铕基金属有机骨架材料Eu-MOF及其制备方法、刚果红染料光催化降解方法 | |
CN108043425B (zh) | 硫化亚铁/凹凸棒石复合材料的制备方法 | |
CN110075869A (zh) | 一种重金属污染废水处理的油茶果壳制备光催化剂的方法 | |
CN107572524A (zh) | 一种利用污泥制备活性炭的方法 | |
CN105854898A (zh) | 一种纤维素基核壳结构CdS/ZnO光催化剂的制备方法 | |
CN107684913B (zh) | 磁性酵母炭负载BiVO4光催化剂及其制备和应用 | |
CN110302756A (zh) | 一种利用工业废渣改性生物炭脱除重金属离子的方法 | |
CN106925226A (zh) | 一种基于有机金属骨架材料高性能吸附剂的制备方法 | |
CN109046433A (zh) | g-C3N4/BiOBr光催化降解卡马西平的方法 | |
Li et al. | Production of a new wastewater treatment coagulant from fly ash with concomitant flue gas scrubbing | |
CN104645990A (zh) | 负载Fe、Ti的膨胀珍珠岩、制备方法及其应用 | |
CN103212405B (zh) | 一种镉掺杂钼酸铋可见光催化剂及其制备方法和应用 | |
CN101797471A (zh) | 磺化萘甲醛减水剂生产的尾气处理再利用方法及专用设备 | |
CN107159102A (zh) | 小流域黑臭水体修复方法 | |
CN109731562A (zh) | 一种多孔炭基脱硫剂的两段式再生方法 | |
CN105032384A (zh) | 一种二氧化钛固体光催化剂及其制备方法 | |
CN108114736A (zh) | 一种沸石负载Ag掺杂BiFeO3/Bi2Fe4O9复合材料及其制备方法与应用 | |
CN103691448A (zh) | 磁性污泥基臭氧催化剂的制备方法及应用 | |
US8545777B2 (en) | Method of making an acid-absorbing biosolid composition | |
CN103521168A (zh) | 磁性矿物复合材料的制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |