CN113019328B

CN113019328B - 一种异味吸收剂及其制备方法和应用

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Publication number: CN113019328B
Application number: CN202110238059.4A
Authority: CN
Inventors: 陈秀荣; 马丽娟; 令狐珊珊; 张心雨; 陈智翀; 顾昊; 丁彪; 高钰清; 胡雪洋; 汪朔原
Original assignee: East China University of Science and Technology
Current assignee: East China University of Science and Technology
Priority date: 2021-03-04
Filing date: 2021-03-04
Publication date: 2022-04-15
Anticipated expiration: 2041-03-04
Also published as: CN113019328A

Abstract

本发明提供了一种异味吸收剂及其制备方法和应用，属于污染场地异味物质治理与控制技术领域。由包括以下组分制得：39.3～45.4wt％有机膨润土，22.5～25wt％尿素，31.5～35wt％过氧化氢，0.3～0.5wt％稳定剂，0.2～0.3wt％表面活性剂。有机膨润土能够通过物理吸附阻隔异味物质，而过氧化尿素中高含量的活性氧则可以通过化学吸附缓释氧化异味物质；过氧化尿素是由共价键将尿素和过氧化氢结合在一起，本身的化学性质并不是很稳定，在室温下容易释放出活性氧，本发明中稳定剂能够保证过氧化尿素的稳定，优化尿素和过氧化氢形成过氧化尿素工艺；表面活性剂的作用是提高过氧化尿素的活性。

Description

一种异味吸收剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及污染场地异味物质治理与控制技术领域，尤其涉及一种异味吸收剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着经济社会的迅速发展污染场地是指由于过量有毒有害物质的存在而对周围环境及人体健康造成直接或长期影响的区域。随着环境保护政策的实施，大批污染企业被搬迁、改造或关闭停产，导致城市及其周边地区出现大量遗留、遗弃场地。农药类污染场地因其污染历史久和污染程度严重，成为修复工程中的重点。随着污染场地修复工程的开展，修复施工过程中产生的二次污染问题频繁出现而又倍受关注，持续扩散的异味物质会影响居民健康。

农药污染场地的气体污染物多见于大量挥发性溶剂，包括苯系物、多环芳烃等。这些有机溶剂挥发到大气中，不仅会污染环境，还会危害人体健康。苯类化合物会损害人的中枢神经，造成神经系统障碍，严重时有出血症状或感染败血症。除了这类不易察觉的危害外，这类高挥发性有机溶剂嗅阈值往往较低。在修复施工过程中，对污染场地翻动挖掘等扰动手段会进一步造成这种高浓度异味物质的再次逸散。高浓度的逸散不仅会影响周围居民的正常生活还会严重侵害施工人员的身体健康。

在目前传统的异味吸收剂只能做到简单的物理阻隔，处理效果也不够理想。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种异味吸收剂及其制备方法和应用。本发明提供的异味吸收剂能够对异味物质进行吸收。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种异味吸收剂，由包括以下组分制得：39.3～45.4wt％有机膨润土，22.5～25wt％尿素，31.5～35wt％过氧化氢，0.3～0.5wt％稳定剂，0.2～0.3wt％表面活性剂。

优选地，所述异味吸收剂由包括以下组分制得：39.3wt％有机膨润土，25wt％尿素，35wt％过氧化氢，0.5wt％稳定剂，0.2wt％表面活性剂。

优选地，所述异味吸收剂由包括以下组分制得：45.4wt％有机膨润土，22.5wt％尿素，31.5wt％过氧化氢，0.3wt％稳定剂，0.3wt％表面活性剂。

优选地，所述稳定剂包括酒石酸、水杨酸、柠檬酸、二乙胺四乙酸和磷酸钠中的一种或多种。

优选地，所述表面活性剂包括十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵和壳聚糖中的一种或多种。

优选地，所述有机膨润土中蒙脱石的含量＞90wt％。

优选地，所述过氧化氢以过氧化氢溶液的形式加入，所述过氧化氢溶液的质量分数为30％。

本发明还提供了上述技术方案所述的异味吸收剂的制备方法，包括以下步骤：

将尿素、稳定剂和过氧化氢溶液混合进行重结晶，得到过氧化尿素溶液；

将有机膨润土、表面活性剂与有机溶剂混合，得到凝胶；

将所述过氧化尿素溶液和凝胶混合后干燥，得到所述异味吸收剂。

优选地，所述有机溶剂为甲醇或乙醇。

本发明还提供了上述技术方案所述的异味吸收剂在污染场地异味吸收领域中的应用。

本发明使用有机膨润土，避免了使用天然膨润土的表面硅氧和铝氧结构使其具有极强的亲水性，以及层间可交换离子水合作用的存在，皆使其不能有效去除有机物的问题，有机膨润土层间具有形成卡层屋结构的触变性凝胶体，能够防止无机填料沉淀，尿素、稳定剂和过氧化氢形成的过氧化尿素能够负载在有机膨润土中，有机膨润土能够通过物理吸附阻隔异味物质，而过氧化尿素中高含量的活性氧则可以通过化学吸附缓释氧化异味物质；过氧化尿素是由共价键将尿素和过氧化氢结合在一起，本身的化学性质并不是很稳定，在室温下容易释放出活性氧，本发明中稳定剂能够保证过氧化尿素的稳定，优化尿素和过氧化氢形成过氧化尿素工艺；表面活性剂的作用是提高过氧化尿素的活性。本发明提供的异味吸收剂是一种具有缓释氧化功能的高稳定异味吸收剂，对于不同类型污染场地异味物质扩散的吸收剂研究和研制具有较好的指导和借鉴意义。

且本发明的异味吸收剂的主要原料为有机膨润土、尿素和过氧化氢，组分简单，且都是环境友好型物质，喷洒后不仅不会对治理场地造成二次污染，还会为土壤引入新的氮源，原料来源广泛，制备简单、价格低廉且对设备无腐蚀作用。

本发明还提供了上述技术方案所述的异味吸收剂在污染场地异味吸收领域中的应用，当所述异味吸收剂铺洒在污染土壤表面，零距离的接触不仅能对异味物质(苯系物、硫醚类、三氯乙烯)进行物理阻隔，还能通过缓释氧化高效快速的吸附固定异味物质。

附图说明

图1为实施例中异味吸收剂的制备流程图。

具体实施方式

在本发明中，若无特殊说明，使用的原料均为本领域市售商品。

在本发明中，所述异味吸收剂优选由包括以下组分制得：39.3wt％有机膨润土，25wt％尿素，35wt％过氧化氢，0.5wt％稳定剂，0.2wt％表面活性剂。

在本发明中，所述异味吸收剂优选由包括以下组分制得：45.4wt％有机膨润土，22.5wt％尿素，31.5wt％过氧化氢，0.3wt％稳定剂，0.3wt％表面活性剂。

在本发明中，所述稳定剂优选包括酒石酸、水杨酸、柠檬酸、二乙胺四乙酸和磷酸钠中的一种或多种。

在本发明中，所述表面活性剂优选包括十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵和壳聚糖中的一种或多种。

在本发明中，所述有机膨润土中蒙脱石的含量优选＞90wt％，所述有机膨润土优选为季铵盐有机改性的膨润土。

在本发明中，所述过氧化氢以过氧化氢溶液的形式加入，所述过氧化氢溶液的质量分数为30％，本发明对所述过氧化氢溶液的用量没有特殊的限定能够保证异味吸收剂中过氧化氢的含量为31.5～35wt％即可。

将有机膨润土、表面活性剂与有机溶剂混合，得到凝胶；

本发明将尿素、稳定剂和过氧化氢溶液混合进行重结晶，得到过氧化尿素溶液。

在本发明中，所述混合优选为在30℃下搅拌，所述搅拌的转速优选为500～600r/min。

在本发明的具体实施例中，优选先在所述过氧化氢溶液中加入尿素，再加入稳定剂后加热至30℃，磁力搅拌至其溶解。

在本发明中，所述重结晶的温度优选为室温，不需要额外的加热或降温。

本发明将有机膨润土、表面活性剂与有机溶剂混合，得到凝胶。

在本发明中，所述有机溶剂优选为甲醇或乙醇。本发明对所述有机溶剂的用量没有特殊的限定，能够得到凝胶即可。

在本发明中，所述混合优选为在30℃下搅拌，所述搅拌的转速优选为200～300r/min。

得到所述过氧化尿素溶液和凝胶后，本发明将所述过氧化尿素溶液和凝胶混合后干燥，得到所述异味吸收剂。

本发明优选将所述过氧化尿素溶液加入凝胶中进行浸渍后，再依次进行冰浴和抽滤。在本发明中，所述浸渍的温度优选为30℃，时间优选为4h。

本发明对对所述冰浴和抽滤的具体参数没有特殊的限定。

所述抽滤完成后，本发明优选将所得固体产物依次进行干燥和球磨，得到所述异味吸收剂。

在本发明中，所述干燥的温度优选为50℃，时间优选为24h，所述干燥优选在烘箱中进行。

在本发明中，所述球磨优选至所得物料过400目筛，所述球磨优选在球磨机中进行。

在本发明中，所述污染场地中异味物质优选包括苯系物、硫醚类和三氯乙烯。

在本发明中，所述污染场地中异味物质的浓度优选不超过1g/kg。

在本发明中，所述应用优选包括以下步骤：

向污染场地喷洒上述技术方案所述的异味吸收剂。

在本发明中，当所述污染场地中异味物质的污染浓度优选为1g/kg时，所述喷洒的质量比优选为20:1，即每1kg污染场地投加50g所述异味吸收剂。

为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的异味吸收剂及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

图1为实施例中异味吸收剂的制备流程图，尿素、稳定剂和过氧化氢溶液混合进行重结晶，得到过氧化尿素溶液；有机膨润土、表面活性剂与有机溶剂混合，得到凝胶；过氧化尿素溶液和凝胶浸渍后，依次进行冰浴、抽滤，干燥和球磨，得到所述异味吸收剂。

实施例一

本实施例的异味吸收剂，由包括以下组分制得：39.3wt％有机膨润土(季铵盐有机改性膨润土，蒙脱石含量＞90wt％)，25wt％尿素，35wt％过氧化氢，0.5wt％稳定剂(二乙胺四乙酸)，0.2wt％表面活性剂(十二烷基三甲基溴化铵)，其中过氧化氢以30wt％的过氧化氢溶液的形式加入。

将按比例配置的尿素和稳定剂混合，加入定量的过氧化氢溶液30℃快速搅拌(500r/min)至其完全溶解进行重结晶，得到过氧化尿素溶液；

向有机膨润土配比表面活性剂后，加入有机溶剂甲醇低速搅拌(200r/min)，得到凝胶；

向凝胶中加入配制好的过氧化尿素溶液，30℃搅拌浸渍4h后冰浴，再抽滤，烘箱50℃干燥24h后球磨机粉碎研磨，过400目筛，得到异味吸收剂。

采用本实施例的异味吸收剂对上海某含三氯乙烯的污染地块进行处理，污染土壤污染含量为1g/kg，每1kg污染场地投加50g异味吸收剂，具体包括以下步骤：

向密闭待处理污染土壤中均匀铺洒异味吸收剂，经24h挥发后收集污染土壤上方气体。

污染土壤经24h挥发污染气浓度对比缓释氧化异味吸收剂吸收后污染气浓度，得到三氯乙烯的去除率为84.2％。

将未经处理的天然膨润土作为吸附剂，再对含三氯乙烯的污染地块进行处理，三氯乙烯的去除率为41.7％。

将不添加尿素、过氧化氢和稳定剂的有机膨润土作为吸附剂，再对含三氯乙烯的污染地块进行处理，三氯乙烯的去除率为64.2％。

实施例二

本实施例的异味吸收剂，由包括以下组分制得：45.4wt％有机膨润土(季铵盐有机改性膨润土，蒙脱石含量＞90wt％)，22.5wt％尿素，31.5wt％过氧化氢，0.3wt％稳定剂(水杨酸)，0.3wt％表面活性剂(壳聚糖)，其中过氧化氢以30wt％的过氧化氢溶液的形式加入。

将按比例配置的尿素和稳定剂混合，加入定量的过氧化氢溶液30℃快速搅拌(600r/min)至其完全溶解进行重结晶，得到过氧化尿素溶液；

向有机膨润土配比表面活性剂后，加入有机溶剂甲醇低速搅拌(300r/min)，得到凝胶；

采用本实施例的异味吸收剂对上海某含对二甲苯的污染地块进行处理，污染土壤污染含量为1g/kg，每1kg污染场地投加50g异味吸收剂，具体包括以下步骤：

污染土壤经24h挥发污染气浓度对比缓释氧化异味吸收剂吸收后污染气浓度，得到对二甲苯的去除率为86.6％。

将未经处理的天然膨润土作为吸附剂，再对含对二甲苯的污染地块进行处理，对二甲苯的去除率为47.7％。

将不添加尿素、过氧化氢和稳定剂的有机膨润土作为吸附剂，再对含对二甲苯的污染地块进行处理，对二甲苯的去除率为69.4％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种异味吸收剂，其特征在于，由包括以下组分制得：39.3～45.4wt％有机膨润土，22.5～25wt％尿素，31.5～35wt％过氧化氢，0.3～0.5wt％稳定剂，0.2～0.3wt％表面活性剂；所述稳定剂包括酒石酸、水杨酸、柠檬酸、二乙胺四乙酸和磷酸钠中的一种或多种；所述有机膨润土为季铵盐有机改性的膨润土；

所述的异味吸收剂的制备方法，包括以下步骤：

将有机膨润土、表面活性剂与有机溶剂混合，得到凝胶；

2.根据权利要求1所述的异味吸收剂，其特征在于，由包括以下组分制得：39.3wt％有机膨润土，25wt％尿素，35wt％过氧化氢，0.5wt％稳定剂，0.2wt％表面活性剂。

3.根据权利要求1所述的异味吸收剂，其特征在于，由包括以下组分制得：45.4wt％有机膨润土，22.5wt％尿素，31.5wt％过氧化氢，0.3wt％稳定剂，0.3wt％表面活性剂。

4.根据权利要求1～3任一项所述的异味吸收剂，其特征在于，所述表面活性剂包括十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵和壳聚糖中的一种或多种。

5.根据权利要求1～3任一项所述的异味吸收剂，其特征在于，所述有机膨润土中蒙脱石的含量＞90wt％。

6.根据权利要求1～3任一项所述的异味吸收剂，其特征在于，所述过氧化氢以过氧化氢溶液的形式加入，所述过氧化氢溶液的质量分数为30％。

7.权利要求1～6任一项所述的异味吸收剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将有机膨润土、表面活性剂与有机溶剂混合，得到凝胶；

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇或乙醇。

9.权利要求1～6任一项所述的异味吸收剂在污染场地异味吸收领域中的应用。