CN112457856A - 一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂及制备方法 - Google Patents

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李惠生
崔朋
刘敏
彭锦宝
刘烨涵
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Shandong Biquan Environment Engineering Technology Co ltd
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Shandong Biquan Environment Engineering Technology Co ltd
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    • C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
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Abstract

本发明公开了一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂及制备方法，涉及重金属污染治理领域，所述制备方法的步骤如下：将黄原胶和海藻酸盐研成粉末，并配置氯化钙溶液或氯化钡溶液，将黄原胶和海藻酸盐粉末在去离子水中搅拌均匀形成溶液，然后逐滴加入氯化钙或氯化钡溶液，形成半透明不溶性凝胶球体，室温下反应0.5‑1.5h，然后进行烘干，从而形成稳定剂。

Description

一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂及制备方法
技术领域
本发明涉及重金属污染治理领域，尤其涉及一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂及制备方法。
背景技术
随着现代工业发展，土壤和水环境中的重金属污染已经成为当今社会的重要环境问题之一，对于人体健康具有极大的潜在风险。生物质聚合物来源天然，被广泛应用于环境、医学和食品工业，是环境友好的生物性材料。目前研究证明，固化/稳定化技术是处理重金属污染土壤的最佳方法之一。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种更加可靠，满足设计要求的一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂及制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂，包括以下重量份的原料：
生物质聚合物 10-20份；
交联剂 1-5份。
进一步地，所述生物质聚合物包括多糖类，如黄原胶、海藻酸盐、瓜尔胶、甲壳素、羧甲基纤维素中的一种或多种。
进一步地，所述生物质聚合物为黄原胶和海藻酸盐。
进一步地，所述生物质聚合物为瓜尔胶。
进一步地，所述交联剂包括氯化钙、氯化钡、硼酸、戊二醛中的一种或多种。
进一步地，所述交联剂为氯化钙或氯化钡。
进一步地，所述交联剂为硼酸。
有益之处：本发明开发了一种基于生物质聚合物的生态型重金属固化稳定剂。该生态型重金属固化稳定剂是通过将一种或多种生物质聚合物通过交联反应形成互穿聚合物网络结构(interpenetrating polymer networks,IPNs)。这种三维交联聚合物结构由于存在着化学交联点，不同聚合物分子相互缠结形成一个整体，性能甚至超越所含各组分聚合物的相应值。这种"强迫相容"的互穿网络能够更好地对重金属离子的迁移性起到牵制作用，形成稳定的重金属“牢笼”。
不同于常规的化学基重金属固化稳定剂，该重金属固化稳定剂不仅具备对重金属离子较强的物理吸附特性，而且由于结构上的多种官能团(如胺基、羧基、巯基、羟基等)对重金属离子的化学吸附特性，可以更有效地降低重金属在土壤环境中的迁移性和生物可利用性。生物质聚合物本身易于被微生物降解。然而交联生物质聚合物被微生物矿化的程度明显的降低，形成能抵抗微生物利用的稳定结构，避免重金属离子的再次析出和迁移。
由于生物质聚合物是微生物发酵产物，成本比化学产品更为低廉。而且，该重金属固化稳定剂对环境友好，即使在环境修复过程中不慎发生泄漏现象，也不会危害人体健康和生态环境。
该重金属固化稳定剂可以用于土壤、地下水等多种重金属污染环境修复。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂，包括以下重量份的原料：
生物质聚合物 10-20份；
交联剂 1-5份。
所述生物质聚合物为黄原胶和海藻酸盐。
所述交联剂为氯化钙或氯化钡。
实施例2：
一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂，包括以下重量份的原料：
生物质聚合物 10-20份；
交联剂 1-5份。
所述生物质聚合物为瓜尔胶。所述交联剂为硼酸。
实施例3：
一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂的制备方法，所述制备方法的步骤如下：将黄原胶和海藻酸盐研成粉末，并配置0.5mol/L 氯化钙溶液或氯化钡溶液，将黄原胶和海藻酸盐粉末在去离子水中搅拌均匀形成溶液质量分数为1％的溶液，然后逐滴加入氯化钙或氯化钡溶液，形成半透明不溶性凝胶球体，室温下反应0.5h，然后进行烘干，从而形成稳定剂。
实施例4：
一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂的制备方法，所述制备方法的步骤如下：将黄原胶和海藻酸盐研成粉末，并配置0.5mol/L 的氯化钙溶液或氯化钡溶液，将黄原胶和海藻酸盐粉末在去离子水中搅拌均匀形成溶液质量分数为1％的溶液，然后逐滴加入氯化钙或氯化钡溶液，形成半透明不溶性凝胶球体，室温下反应1.5h，然后进行烘干，从而形成稳定剂。
实施例5：
一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂的制备方法，所述制备方法的步骤如下：将黄原胶和海藻酸盐研成粉末，并配置0.5mol/L 的氯化钙溶液或氯化钡溶液，将黄原胶和海藻酸盐粉末在去离子水中搅拌均匀形成溶液质量分数为1％的溶液，然后逐滴加入氯化钙或氯化钡溶液，形成半透明不溶性凝胶球体，室温下反应1h，然后进行烘干，从而形成稳定剂。
实施例6：
一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂的制备方法，所述制备方法的步骤如下：将瓜尔胶研成粉末，并配置0.5mol/L硼酸溶液，将黄原胶和海藻酸盐粉末在去离子水中搅拌均匀形成溶液质量分数为1％的溶液，然后逐滴加入氯化钙或氯化钡溶液，形成半透明不溶性凝胶球体，室温下反应0.5h，然后进行烘干，从而形成稳定剂。
实施例7：
一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂的制备方法，所述制备方法的步骤如下：将瓜尔胶研成粉末，并配置0.5mol/L硼酸溶液，将黄原胶和海藻酸盐粉末在去离子水中搅拌均匀形成溶液质量分数为1％的溶液，然后逐滴加入氯化钙或氯化钡溶液，形成半透明不溶性凝胶球体，室温下反应1.5h，然后进行烘干，从而形成稳定剂。
实施例8：
一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂的制备方法，所述制备方法的步骤如下：将瓜尔胶研成粉末，并配置0.5mol/L硼酸溶液，将黄原胶和海藻酸盐粉末在去离子水中搅拌均匀形成溶液质量分数为1％的溶液，然后逐滴加入氯化钙或氯化钡溶液，形成半透明不溶性凝胶球体，室温下反应1h，然后进行烘干，从而形成稳定剂。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂及制备方法，其特征在于：
包括以下重量份的原料：
生物质聚合物 10-20份；
交联剂 1-5份。
2.根据权利要求1所述的一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂，其特征在于，所述生物质聚合物包括多糖类，如黄原胶、海藻酸盐、瓜尔胶、甲壳素、羧甲基纤维素中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂，其特征在于，所述生物质聚合物为黄原胶和海藻酸盐。
4.根据权利要求2所述的一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂，其特征在于，所述生物质聚合物为瓜尔胶。
5.根据权利要求1所述的一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂，其特征在于，所述交联剂包括氯化钙、氯化钡、硼酸、戊二醛中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂，其特征在于，所述交联剂为氯化钙或氯化钡。
7.根据权利要求5所述的一种基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂，其特征在于，所述交联剂为硼酸。
8.一种如权利要求1所述的基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法的步骤如下：将黄原胶和海藻酸盐研成粉末，并配置氯化钙溶液或氯化钡溶液，将黄原胶和海藻酸盐粉末在去离子水中搅拌均匀形成溶液，然后逐滴加入氯化钙或氯化钡溶液，形成半透明不溶性凝胶球体，室温下反应0.5-1.5h，然后进行烘干，从而形成稳定剂。
9.一种如权利要求1所述的基于生物质聚合物的重金属固化稳定剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法的步骤如下：将瓜尔胶研成粉末，并配置硼酸溶液，将黄原胶和海藻酸盐粉末在去离子水中搅拌均匀形成溶液，然后逐滴加入氯化钙或氯化钡溶液，形成半透明不溶性凝胶球体，室温下反应0.5-1.5h，然后进行烘干，从而形成稳定剂。
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