CN114106846A - 一种生物质土壤修复剂及其制备方法 - Google Patents
一种生物质土壤修复剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114106846A CN114106846A CN202111544189.7A CN202111544189A CN114106846A CN 114106846 A CN114106846 A CN 114106846A CN 202111544189 A CN202111544189 A CN 202111544189A CN 114106846 A CN114106846 A CN 114106846A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soil remediation
- remediation agent
- aerogel particles
- stirring
- dregs
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
本发明公开了一种生物质土壤修复剂及其制备方法，涉及土壤修复剂技术领域。本发明先将高乌头药渣制得炭气凝胶颗粒，再利用脉冲辅助超临界汽化工艺对炭气凝胶颗粒进行首次包裹，在炭气凝胶颗粒内部形成大量孔道，具有较好的吸附性和弹性，并且形成具有光催化作用的二氧化钛凝胶，可以快速降解土壤中有机物，提供养分；最后使用蚕丝蛋白和己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐将复合气凝胶颗粒二次包裹，制得生物质土壤修复剂，使土壤环境温暖潮湿加快放线菌链霉菌的繁殖的同时，快速吸附土壤中游离态的重金属离子。本发明制备的生物质土壤修复剂在光照下可以快速降解土壤中有机物提供养分并加快放线菌链霉菌的繁殖，具有良好的重金属吸附性、弹性。
Description
技术领域
本发明涉及土壤修复剂技术领域，具体为一种生物质土壤修复剂及其制备方法。
背景技术
随着我国经济和工业化的快速发展，城市规模不断扩大、城市人口急聚增加，大量生活垃圾“填埋”污染土地。同时，工业废水的泄漏，产生大量重金属物质“污染”耕地。为保产增产化肥、农药大剂量使用，土壤板结、化学农药残留、肥效退化严重。因此已造成我国大多数县、地市耕地受土壤板结、严重退化且重金属污染严重等困扰。
为了解决这些问题，各式各样的土壤修复剂被广泛的普及及应用，比如防板结土壤修复剂、重金属土壤修复剂、增肥土壤修复剂等等，单一化的功能大大限制了土壤修复剂在复杂土壤中的应用。
本发明关注到了这类难题，了解到近年来随着中成药的普及和应用，每年药厂都会产生大量中药药渣无法被再利用而丢弃，造成大量经济的损失和环境的污染，本发明利用高乌头药渣制备生物质土壤修复剂来解决这些难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物质土壤修复剂及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种生物质土壤修复剂，按重量份数计，主要包括20～30份复合气凝胶颗粒，16～36份蚕丝蛋白，24～48份己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐，14～30份菌种。
进一步的，所述复合气凝胶是利用脉冲辅助超临界汽化工艺将钛酸四醛基乙酯包裹炭气凝胶颗粒得到。
进一步的，所述炭气凝胶是由高乌头药渣制备得到。
进一步的，所述菌种为放线菌链霉菌。
进一步的，一种生物质土壤修复剂的制备方法，主要包括以下制备步骤：
(1)将预处理的高乌头药渣进行预冷冻、真空冷冻干燥、焙烧、粉碎研磨、过筛，得到炭气凝胶颗粒；
(2)在脉冲电场中，利用超临界工艺将钛酸四醛基乙酯汽化，再由上而下通入炭气凝胶颗粒，得到复合气凝胶颗粒；
(3)将复合气凝胶颗粒和蚕丝蛋白混合放入喷淋塔中，通入己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐，随后洗涤、烘干，得到土壤修复剂半成品；
(4)将土壤修复剂半成品和菌种溶液混合，随后冷冻干燥，得到生物质土壤修复剂。
进一步的，所述生物质土壤修复剂的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将预处理的高乌头药渣浸泡在预处理的高乌头药渣质量3～4倍的去离子水中30～60min，随后捞出，于-10～-4℃冷冻10～14h后，在-58～-54℃、10～20Pa条件下冷冻干燥47～49h，得到高乌头药渣气凝胶；在氮气氛围下，以1～3℃/min升温至780～820℃，焙烧1.8～2.1h得到炭气凝胶；将炭气凝胶粉碎过80～120目筛，得到炭气凝胶颗粒；
(2)在12～18kV/cm电场强度、400～450℃、30～34MPa条件下，将对流式反应装置底部的炭气凝胶颗粒质量5～7倍的钛酸四醛基乙酯汽化10～20min，再以60～100mL/min速度由上而下通入炭气凝胶颗粒，对流反应2～3h，得到复合气凝胶颗粒；
(3)在24～26℃、120～160r/min搅拌条件下，将复合气凝胶颗粒和蚕丝蛋白按质量比1：0.8～1：1.2搅拌混合10～20min，放入喷淋塔中，以50～60mL/min通入复合气凝胶颗粒质量1.2～1.6倍的己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐，140～180r/min下搅拌5～7h后，取出，随后用丙酮洗涤1～3次，用去离子水洗涤3～5次，放入50～60℃烘箱烘1.2～2.4h，得到土壤修复剂半成品；
(4)在18～20℃、200～240r/min搅拌条件下，将土壤修复剂半成品和菌种溶液按质量比1：8～1：12搅拌混合80～90min，随后在-58～-54℃、10～20Pa条件下冷冻干燥12～14h，得到生物质土壤修复剂。
进一步的，步骤(1)所述预处理的高乌头药渣的制备方法如下：在78～82℃、200～240r/min搅拌条件下，将高乌头药渣浸泡在高乌头药渣质量8～10倍的质量分数为4～6％的氢氧化钠溶液中，搅拌2.5～3.5h后，过滤，用去离子水洗涤3～5次，得到纯净的高乌头药渣；在78～82℃、200～240r/min搅拌条件下，将纯净的高乌头药渣加入到高乌头药渣质量6～8倍的自制溶液中搅拌2.5～3.5h，放入50～60℃烘箱干燥0.8～1.2h，得到预处理的高乌头药渣。
进一步的，其特征在于，所述自制溶液的制备方法如下：在25～27℃、200～300r/min搅拌条件下，以60～80滴/min向质量分数为10％～12％的次氯酸钠溶液中滴加次氯酸钠溶液质量0.6～0.8倍的冰乙酸，得到自制溶液。
进一步的，步骤(3)所述喷淋塔的压力为120～130kPa、温度为150～180℃。
进一步的，步骤(4)所述菌种溶液的制备方法如下：在12～20℃、120～160r/min条件下，将放线菌链霉菌种和去离子水按质量比1：10～1：12搅拌20～30min，得到菌种溶液。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明在制备生物质土壤修复剂时，先将高乌头药渣制备得到的炭气凝胶颗粒，再利用脉冲辅助超临界汽化进行首次包裹得到复合气凝胶颗粒，最后使用蚕丝蛋白和己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐将复合气凝胶颗粒二次包裹，制备得到生物质土壤修复剂。
首先，利用脉冲辅助超临界汽化工艺将钛酸四醛基乙酯与炭气凝胶颗粒形成对流进行首次包裹；脉冲能够活化炭气凝胶颗粒，形成大量羟基、氨基、羧基等自由基，并且形成大量的孔道，增强了炭气凝胶颗粒的吸附性，进而增强了复合气凝胶的吸附性；然后利用超临界工艺将钛酸四醛基乙酯汽化，将其吸附包裹于炭气凝胶颗粒内，并进一步渗入三维网状结构内与羧基反应脱去醛基乙酯基缩合形成具有光催化性质的二氧化钛气凝胶，在光照条件下，使土壤中有机染料、落叶等快速降解形成水、二氧化碳、氮、磷等养料，从而提高土壤的养分；同时，三维网状结构的二氧化钛气凝胶与炭气凝胶形成互穿网络结构，增加了复合气凝胶颗粒的弹性模量。
其次，将己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐喷淋到复合气凝胶颗粒和蚕丝蛋白混合液中进行二次包裹，己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐被复合气凝胶颗粒快速吸附捕捉，与复合气凝胶颗粒表面蚕丝蛋白中的络氨酸反应生成苯并三唑类化合物，在受到光照时，苯并三唑类化合物上氮氧原子通过电子转移将光能转化为热能，为放线菌链霉菌的繁殖提供了温暖潮湿的环境，增加放线菌链霉菌的活菌数，从而加快了放线菌链霉菌对土壤的修复；蚕丝蛋白中多糖给放线菌链霉菌提供养分，增强了放线菌链霉菌的活性，进一步加快了放线菌链霉菌对土壤的修复；蚕丝蛋白上的氨基、己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐的己二酮基和复合气凝胶中的醛基反应形成卟啉基微孔聚合物，生物质土壤修复剂在使用过程中，卟啉基微孔聚合物快速捕捉土壤中游离态的镉、铅等重金属离子，通过配位键交联形成稳定的金属卟啉基微孔聚合物，避免重金属随水份扩散污染，从而达到对重金属土壤的修复效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在将以下实施例中制备得到的生物质土壤修复剂的各指标测试方法如下：
吸附性：取相同质量的实施例和对比例制备得到的生物质土壤修复剂和铅、镉含量均为1000μg/g的溶液按质量比1：：10～1：20混合静置8～9h后过滤，取清液按照GB/T7470和GB/T7471标准法测试铅、镉含量记为C，吸附率＝(1000-C)*100％/1000。
弹性模量：取相同质量的实施例和对比例制备得到的生物质土壤修复剂按照GB/T1041标准法测试弹性模量。
树叶降解时间：在25～26℃、湿度为50～60％条件下，放入相同质量的实施例和对比例制备得到的生物质土壤修复剂和生物质土壤修复剂质量0.01～0.03倍的银杏树叶撒入生物质土壤修复剂2～3倍的土壤中，打开搅拌风扇模拟空气微循环，再打开日光模拟器对进行光照，测试并记录银杏树叶降解时间。
活菌数：在湿度为50～60％条件下，放入相同质量的实施例和对比例制备得到的生物质土壤修复剂，打开搅拌风扇模拟室内微循环，再打开日光模拟器对进行光照1h，按照NY227行业标准测试活菌数。
实施例1
一种生物质土壤修复剂，按重量份数计，主要包括20份复合气凝胶颗粒，16份蚕丝蛋白，24份己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐，14份放线菌链霉菌。
一种生物质土壤修复剂的制备方法，所述生物质土壤修复剂的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)在25℃、200r/min搅拌条件下，以60滴/min向质量分数为10％的次氯酸钠溶液中滴加次氯酸钠溶液质量0.6倍的冰乙酸，得到自制溶液；在78℃、200r/min搅拌条件下，将高乌头药渣浸泡在高乌头药渣质量8倍的质量分数为4％的氢氧化钠溶液中，搅拌2.5h后，过滤，用去离子水洗涤3次，得到纯净的高乌头药渣；在78℃、200r/min搅拌条件下，将纯净的高乌头药渣加入到高乌头药渣质量6倍的自制溶液中搅拌2.5h，放入50℃烘箱干燥0.8h，得到预处理的高乌头药渣；将预处理的高乌头药渣浸泡在预处理的高乌头药渣质量3倍的去离子水中30min，随后捞出，于-10℃冷冻10h后，在-58℃、10Pa条件下冷冻干燥47h，得到高乌头药渣气凝胶；在氮气氛围下，以1℃/min升温至780℃，焙烧1.8h得到炭气凝胶；将炭气凝胶粉碎过80目筛，得到炭气凝胶颗粒；
(2)在12kV/cm电场强度、400℃、30MPa条件下，将对流式反应装置底部的炭气凝胶颗粒质量5倍的钛酸四醛基乙酯汽化10min，再以60mL/min速度由上而下通入炭气凝胶颗粒，对流反应2h，得到复合气凝胶颗粒；
(3)在24℃、120r/min搅拌条件下，将复合气凝胶颗粒和蚕丝蛋白按质量比1：0.8搅拌混合10min，放入120kPa、150℃的喷淋塔中，以50mL/min通入复合气凝胶颗粒质量1.2倍的己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐，140r/min下搅拌5h后，取出，随后用丙酮洗涤1次，用去离子水洗涤3次，放入50℃烘箱烘1.2h，得到土壤修复剂半成品；
(4)在12℃、120r/min条件下，将放线菌链霉菌种和去离子水按质量比1：10搅拌20min，得到菌种溶液；在18℃、200r/min搅拌条件下，将土壤修复剂半成品和菌种溶液按质量比1：8搅拌混合80min，随后在-58℃、10Pa条件下冷冻干燥12h，得到生物质土壤修复剂。
实施例2
一种生物质土壤修复剂，按重量份数计，主要包括25份复合气凝胶颗粒，26份蚕丝蛋白，36份己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐，21份放线菌链霉菌。
一种生物质土壤修复剂的制备方法，所述生物质土壤修复剂的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)在26℃、250r/min搅拌条件下，以70滴/min向质量分数为11％的次氯酸钠溶液中滴加次氯酸钠溶液质量0.7倍的冰乙酸，得到自制溶液；在80℃、220r/min搅拌条件下，将高乌头药渣浸泡在高乌头药渣质量9倍的质量分数为5％的氢氧化钠溶液中，搅拌3h后，过滤，用去离子水洗涤4次，得到纯净的高乌头药渣；在80℃、220r/min搅拌条件下，将纯净的高乌头药渣加入到高乌头药渣质量7倍的自制溶液中搅拌3h，放入55℃烘箱干燥1h，得到预处理的高乌头药渣；将预处理的高乌头药渣浸泡在预处理的高乌头药渣质量3.5倍的去离子水中45min，随后捞出，于-7℃冷冻12h后，在-56℃、15Pa条件下冷冻干燥48h，得到高乌头药渣气凝胶；在氮气氛围下，以2℃/min升温至800℃，焙烧2h得到炭气凝胶；将炭气凝胶粉碎过100目筛，得到炭气凝胶颗粒；
(2)在15kV/cm电场强度、425℃、32MPa条件下，将对流式反应装置底部的炭气凝胶颗粒质量6倍的钛酸四醛基乙酯汽化15min，再以80mL/min速度由上而下通入炭气凝胶颗粒，对流反应2.5h，得到复合气凝胶颗粒；
(3)在25℃、140r/min搅拌条件下，将复合气凝胶颗粒和蚕丝蛋白按质量比1：1搅拌混合15min，放入125kPa、165℃的喷淋塔中，以55mL/min通入复合气凝胶颗粒质量1.4倍的己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐，160r/min下搅拌6.5h后，取出，随后用丙酮洗涤2次，用去离子水洗涤4次，放入55℃烘箱烘1.8h，得到土壤修复剂半成品；
(4)在16℃、140r/min条件下，将放线菌链霉菌种和去离子水按质量比1：11搅拌25min，得到菌种溶液；在19℃、220r/min搅拌条件下，将土壤修复剂半成品和菌种溶液按质量比1：10搅拌混合85min，随后在-56℃、15Pa条件下冷冻干燥13h，得到生物质土壤修复剂。
实施例3
一种生物质土壤修复剂，按重量份数计，主要包括30份复合气凝胶颗粒，36份蚕丝蛋白，48份己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐，30份放线菌链霉菌。
一种生物质土壤修复剂的制备方法，所述生物质土壤修复剂的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)在27℃、300r/min搅拌条件下，以80滴/min向质量分数为12％的次氯酸钠溶液中滴加次氯酸钠溶液质量0.8倍的冰乙酸，得到自制溶液；在82℃、240r/min搅拌条件下，将高乌头药渣浸泡在高乌头药渣质量10倍的质量分数为6％的氢氧化钠溶液中，搅拌3.5h后，过滤，用去离子水洗涤5次，得到纯净的高乌头药渣；在82℃、240r/min搅拌条件下，将纯净的高乌头药渣加入到高乌头药渣质量8倍的自制溶液中搅拌3.5h，放入60℃烘箱干燥1.2h，得到预处理的高乌头药渣；将预处理的高乌头药渣浸泡在预处理的高乌头药渣质量4倍的去离子水中60min，随后捞出，于-4℃冷冻14h后，在-54℃、20Pa条件下冷冻干燥49h，得到高乌头药渣气凝胶；在氮气氛围下，以3℃/min升温至820℃，焙烧2.1h得到炭气凝胶；将炭气凝胶粉碎过120目筛，得到炭气凝胶颗粒；
(2)在18kV/cm电场强度、450℃、34MPa条件下，将对流式反应装置底部的炭气凝胶颗粒质量7倍的钛酸四醛基乙酯汽化20min，再以100mL/min速度由上而下通入炭气凝胶颗粒，对流反应3h，得到复合气凝胶颗粒；
(3)在26℃、160r/min搅拌条件下，将复合气凝胶颗粒和蚕丝蛋白按质量比1：1.2搅拌混合20min，放入130kPa、180℃的喷淋塔中，以60mL/min通入复合气凝胶颗粒质量1.6倍的己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐，180r/min下搅拌7h后，取出，随后用丙酮洗涤3次，用去离子水洗涤5次，放入60℃烘箱烘2.4h，得到土壤修复剂半成品；
(4)在20℃、160r/min条件下，将放线菌链霉菌种和去离子水按质量比1：12搅拌30min，得到菌种溶液；在20℃、240r/min搅拌条件下，将土壤修复剂半成品和菌种溶液按质量比1：12搅拌混合90min，随后在-54℃、20Pa条件下冷冻干燥14h，得到生物质土壤修复剂。
对比例1
对比例1的处方组成同实施例2。该生物质土壤修复剂与实施例2的区别仅在于步骤(2)的不同，将步骤(2)修改为：在425℃、32MPa条件下，将对流式反应装置底部的炭气凝胶颗粒质量6倍的钛酸四醛基乙酯汽化15min，再以80mL/min速度由上而下通入炭气凝胶颗粒，对流反应2.5h，得到复合气凝胶颗粒。其余制备步骤同实施例2。
对比例2
一种生物质土壤修复剂，按重量份数计，主要包括25份炭气凝胶颗粒，26份蚕丝蛋白，36份己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐，21份放线菌链霉菌。
一种生物质土壤修复剂的制备方法，所述生物质土壤修复剂的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)在26℃、250r/min搅拌条件下，以70滴/min向质量分数为11％的次氯酸钠溶液中滴加次氯酸钠溶液质量0.7倍的冰乙酸，得到自制溶液；在80℃、220r/min搅拌条件下，将高乌头药渣浸泡在高乌头药渣质量9倍的质量分数为5％的氢氧化钠溶液中，搅拌3h后，过滤，用去离子水洗涤4次，得到纯净的高乌头药渣；在80℃、220r/min搅拌条件下，将纯净的高乌头药渣加入到高乌头药渣质量7倍的自制溶液中搅拌3h，放入55℃烘箱干燥1h，得到预处理的高乌头药渣；将预处理的高乌头药渣浸泡在预处理的高乌头药渣质量3.5倍的去离子水中45min，随后捞出，于-7℃冷冻12h后，在-56℃、15Pa条件下冷冻干燥48h，得到高乌头药渣气凝胶；在氮气氛围下，以2℃/min升温至800℃，焙烧2h得到炭气凝胶；将炭气凝胶粉碎过100目筛，得到炭气凝胶颗粒；
(2)在25℃、140r/min搅拌条件下，将炭气凝胶颗粒和蚕丝蛋白按质量比1：1搅拌混合15min，放入125kPa、165℃的喷淋塔中，以55mL/min通入炭气凝胶颗粒质量1.4倍的己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐，160r/min下搅拌6.5h后，取出，随后用丙酮洗涤2次，用去离子水洗涤4次，放入55℃烘箱烘1.8h，得到土壤修复剂半成品；
(3)在16℃、140r/min条件下，将放线菌链霉菌种和去离子水按质量比1：11搅拌25min，得到菌种溶液；在19℃、220r/min搅拌条件下，将土壤修复剂半成品和菌种溶液按质量比1：10搅拌混合85min，随后在-56℃、15Pa条件下冷冻干燥13h，得到生物质土壤修复剂。
对比例3
对比例3的处方组成如下：25份复合气凝胶颗粒，26份蚕丝蛋白，21份放线菌链霉菌。该生物质土壤修复剂的制备方法与实施例2的区别仅在于步骤(3)的不同，将步骤(3)修改为：在25℃、140r/min搅拌条件下，将复合气凝胶颗粒和蚕丝蛋白按质量比1：1搅拌混合15min，取出，随后用去离子水洗涤4次，放入55℃烘箱烘1.8h，得到土壤修复剂半成品。其余制备步骤同实施例2。
对比例4
对比例4的处方组成如下：25份复合气凝胶颗粒，36份己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐，21份放线菌链霉菌。该生物质土壤修复剂的制备方法与实施例2的区别仅在于步骤(3)的不同，将步骤(3)修改为：将复合气凝胶颗粒放入125kPa、165℃的喷淋塔中，以55mL/min通入复合气凝胶颗粒质量1.4倍的己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐，160r/min下搅拌6.5h后，取出，随后用丙酮洗涤2次，用去离子水洗涤4次，放入55℃烘箱烘1.8h，得到土壤修复剂半成品。其余制备步骤同实施例2。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例1至4制备得到的生物质土壤修复剂在光照下快速降解土壤中有机染料、落叶等物质并加快放线菌链霉菌的繁殖，重金属吸附性、弹性的分析结果。
表1
从表1中可发现实施例1、2、3制备得到的生物质土壤修复剂在光照下可以快速降解土壤中有机染料、落叶等物质增加土壤养分并加快放线菌链霉菌的繁殖，具有良好的重金属吸附性、弹性；从实施例1、2、3和对比例1、2的实验数据比较可发现，利用脉冲辅助超临界汽化工艺将钛酸四醛基乙酯与炭气凝胶颗粒形成对流进行首次包裹，在炭气凝胶颗粒中形成大量的孔道和具有光催化性质的二氧化钛气凝胶，得到的生物质土壤修复剂在光照下可以快速降解土壤中有机染料、落叶等物质，具有良好的吸附性、弹性；从实施例1、2、3和对比例3、4的实验数据可发现，使用己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐和和蚕丝蛋白包裹复合气凝胶颗粒，形成的苯并三唑类化合物将光能转化为热能，提供了温暖潮湿的土壤环境，加快了放线菌链霉菌的繁殖，并且形成卟啉基微孔聚合物，使生物质土壤修复剂对重金属吸附性较强。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种生物质土壤修复剂，其特征在于，按重量份数计，主要包括20～30份复合气凝胶颗粒，16～36份蚕丝蛋白，24～48份己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐，14～30份菌种。
2.根据权利要求1所述的一种生物质土壤修复剂，其特征在于，所述复合气凝胶是利用脉冲辅助超临界汽化工艺将钛酸四醛基乙酯包裹炭气凝胶颗粒得到。
3.根据权利要求2所述的一种生物质土壤修复剂，其特征在于，所述炭气凝胶是由高乌头药渣制备得到。
4.根据权利要求3所述的一种生物质土壤修复剂，其特征在于，所述菌种为放线菌链霉菌。
5.一种生物质土壤修复剂的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：
(1)将预处理的高乌头药渣进行预冷冻、真空冷冻干燥、焙烧、粉碎研磨、过筛，得到炭气凝胶颗粒；
(2)在脉冲电场中，利用超临界工艺将钛酸四醛基乙酯汽化，再由上而下通入炭气凝胶颗粒，得到复合气凝胶颗粒；
(3)将复合气凝胶颗粒和蚕丝蛋白混合放入喷淋塔中，通入己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐，随后洗涤、烘干，得到土壤修复剂半成品；
(4)将土壤修复剂半成品和菌种溶液混合，随后冷冻干燥，得到生物质土壤修复剂。
6.根据权利要求5所述一种生物质土壤修复剂的制备方法，其特征在于，所述生物质土壤修复剂的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将预处理的高乌头药渣浸泡在预处理的高乌头药渣质量3～4倍的去离子水中30～60min，随后捞出，于-10～-4℃冷冻10～14h后，在-58～-54℃、10～20Pa条件下冷冻干燥47～49h，得到高乌头药渣气凝胶；在氮气氛围下，以1～3℃/min升温至780～820℃，焙烧1.8～2.1h得到炭气凝胶；将炭气凝胶粉碎过80～120目筛，得到炭气凝胶颗粒；
(2)在12～18kV/cm电场强度、400～450℃、30～34MPa条件下，将对流式反应装置底部的炭气凝胶颗粒质量5～7倍的钛酸四醛基乙酯汽化10～20min，再以60～100mL/min速度由上而下通入炭气凝胶颗粒，对流反应2～3h，得到复合气凝胶颗粒；
(3)在24～26℃、120～160r/min搅拌条件下，将复合气凝胶颗粒和蚕丝蛋白按质量比1：0.8～1：1.2搅拌混合10～20min，放入喷淋塔中，以50～60mL/min通入复合气凝胶颗粒质量1.2～1.6倍的己二酮基邻硝基溴苯胺重氮盐，140～180r/min下搅拌5～7h后，取出，随后用丙酮洗涤1～3次，用去离子水洗涤3～5次，放入50～60℃烘箱烘1.2～2.4h，得到土壤修复剂半成品；
(4)在18～20℃、200～240r/min搅拌条件下，将土壤修复剂半成品和菌种溶液按质量比1：8～1：12搅拌混合80～90min，随后在-58～-54℃、10～20Pa条件下冷冻干燥12～14h，得到生物质土壤修复剂。
7.根据权利要求6所述的一种生物质土壤修复剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述预处理的高乌头药渣的制备方法如下：在78～82℃、200～240r/min搅拌条件下，将高乌头药渣浸泡在高乌头药渣质量8～10倍的质量分数为4～6％的氢氧化钠溶液中，搅拌2.5～3.5h后，过滤，用去离子水洗涤3～5次，得到纯净的高乌头药渣；在78～82℃、200～240r/min搅拌条件下，将纯净的高乌头药渣加入到高乌头药渣质量6～8倍的自制溶液中搅拌2.5～3.5h，放入50～60℃烘箱干燥0.8～1.2h，得到预处理的高乌头药渣。
8.根据权利要求7所述的一种生物质土壤修复剂的制备方法，其特征在于，所述自制溶液的制备方法如下：在25～27℃、200～300r/min搅拌条件下，以60～80滴/min向质量分数为10％～12％的次氯酸钠溶液中滴加次氯酸钠溶液质量0.6～0.8倍的冰乙酸，得到自制溶液。
9.根据权利要求8所述的一种生物质土壤修复剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述喷淋塔的压力为120～130kPa、温度为150～180℃。
10.根据权利要求9所述的一种生物质土壤修复剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述菌种溶液的制备方法如下：在12～20℃、120～160r/min条件下，将放线菌链霉菌种和去离子水按质量比1：10～1：12搅拌20～30min，得到菌种溶液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111544189.7A CN114106846A (zh) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | 一种生物质土壤修复剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111544189.7A CN114106846A (zh) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | 一种生物质土壤修复剂及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114106846A true CN114106846A (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=80366069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111544189.7A Pending CN114106846A (zh) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | 一种生物质土壤修复剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114106846A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108277013A (zh) * | 2018-02-23 | 2018-07-13 | 代彦霞 | 一种重金属土壤修复剂及其制备方法和使用方法 |
| CN109337690A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-02-15 | 常州大学 | 一种镉污染土壤修复剂 |
| CN110527517A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-03 | 凃雨菲 | 一种用于土壤重金属污染的修复剂及其制备方法 |
| CN110903829A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-24 | 宁波丰科源农业科技有限公司 | 一种重金属农业土壤修复方法 |
| CN113462400A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-10-01 | 山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队（山东省第五地质矿产勘查院） | 一种用于重金属污染土壤原位钝化修复的纤维素基掺杂碳气凝胶及其制备方法 |
-
2021
- 2021-12-16 CN CN202111544189.7A patent/CN114106846A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108277013A (zh) * | 2018-02-23 | 2018-07-13 | 代彦霞 | 一种重金属土壤修复剂及其制备方法和使用方法 |
| CN109337690A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-02-15 | 常州大学 | 一种镉污染土壤修复剂 |
| CN110527517A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-03 | 凃雨菲 | 一种用于土壤重金属污染的修复剂及其制备方法 |
| CN110903829A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-24 | 宁波丰科源农业科技有限公司 | 一种重金属农业土壤修复方法 |
| CN113462400A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-10-01 | 山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队（山东省第五地质矿产勘查院） | 一种用于重金属污染土壤原位钝化修复的纤维素基掺杂碳气凝胶及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103865552A (zh) | 一种基于农林废弃物制备生物炭的方法及生物炭 | |
| CN109701493B (zh) | 一种氮掺杂生物炭的制备方法 | |
| CN111558360B (zh) | 一种可光回收的甲醛吸附剂的制备方法 | |
| CN109550484B (zh) | 一种入侵植物茎基铬离子吸附剂的制备方法 | |
| CN114106846A (zh) | 一种生物质土壤修复剂及其制备方法 | |
| CN104289197A (zh) | 一种胺化增强改性秸秆基复合材料及其制备方法 | |
| CN108853168B (zh) | 一种具有菊花香的香及其制备方法 | |
| CN112619407A (zh) | 一种高分子生物酶除醛剂制备方法 | |
| CN104289198B (zh) | 一种复合材料及其制备方法 | |
| CN111085173B (zh) | 用于生活污水中重金属处理的生物质吸附材料的制备方法 | |
| CN103877945A (zh) | 三醋酸甘油酯精制工艺中生物二元复合吸附剂的制备方法 | |
| CN107417411A (zh) | 一种蔬菜种植专用高效缓释肥料 | |
| CN111206426A (zh) | 一种驱蚊棉织物的制备方法 | |
| CN115770555A (zh) | 一种基于水解角蛋白和改性柚子皮的吸附材料及其制备方法和应用 | |
| CN111391050B (zh) | 一种环保防腐剂及其制备方法 | |
| CN112473627A (zh) | 一种单宁复合吸附剂及其制备方法 | |
| CN112547012A (zh) | 一种用于VOCs吸附的生物质基活性炭的制备方法 | |
| CN111906137A (zh) | 一种腐殖酸用于土壤修复的方法 | |
| TW202214709A (zh) | 同步萃取與降解紅藻中所含有之多醣的方法 | |
| CN111518372A (zh) | 一种抗菌环保包装材料及其制备方法 | |
| CN102921381A (zh) | 一种去除天然水体中锑离子的复合吸附材料及其制备方法 | |
| CN108640484B (zh) | 一种污泥脱水剂的制备方法 | |
| CN111715184A (zh) | 利用生物炭进行土壤改良的方法 | |
| CN111111627B (zh) | 一种垃圾除臭剂及其制备方法 | |
| CN110327378A (zh) | 一种从桑黄栽培废料中提取黄酮的方法 |
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 |