CN115155648A - 一种土壤污染物净化材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污染土壤净化技术领域,特别提供了一种土壤污染物净化材料的制备方法,包括下述工艺步骤:在醋酸镧溶液中加入NaY分子筛,经加热、过滤、干燥和煅烧,得到La‑NaY分子筛;以去离子水、氢氧化钠、钨酸、醋酸、氯化锌和EDTA二钠盐合成钨锌前驱体;将钨锌前驱体和La‑NaY分子筛混合,经水热反应、过滤、干燥和煅烧,制得被污染土壤净化材料。该净化材料具有在阳光激发下分解有机物和还原重金属离子的活性,可以快速地净化土壤中的有机污染物和重金属离子,并具有长期使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及污染土壤净化技术领域,特别提供了一种土壤污染物净化材料的制备方法。
背景技术
土壤中存在的有毒有害的污染物对人类健康有巨大影响,尤其是各种工业有机污染物和重金属在土壤中长期存在并且不断富集。对土壤污染物的净化是个长期的过程,需要对持续不断产生的污染物进行快速有效的净化。常用的处理土壤有机污染物和重金属污染的方法耗时长、去除效率低、处理成本高。经过近50年的深入研究,光催化技术已经被证明可以净化分解绝大多数的有机污染物和还原多种重金属离子,近年来的研究热点是将这种技术应用于实际使用环境。将光催化技术与吸附材料相结合是一种非常有效的方式,使得吸附材料所吸附的有机污染物可以快速地在光照下分解,从而恢复了吸附材料的吸附容量,不须回收再生就可以持续地用于有机污染物的净化。同时通过光催化还原过程,可以将土壤中的有害重金属转化成危害程度低并且可溶的金属离子。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种土壤污染物净化材料的制备方法,本发明提供的方法制备的净化材料可在光照下分解吸附在材料上的有机污染物,可以快速地净化土壤中的有机污染物;同时,该净化材料可在光照下还原土壤中的有害重金属,将其转化成危害程度低并且可溶的金属离子。
本发明是这样实现的,提供一种土壤污染物净化材料的制备方法,包括如下步骤:
1)制备La-NaY分子筛:
101)将8-11g醋酸镧加入到500mL去离子水中,搅拌溶解形成醋酸镧溶液;
102)向步骤101)中制备的醋酸镧溶液中加入35g的NaY分子筛,然后将混合物加热至75℃,保持此温度200min,冷却,将混合物过滤,得到固体物A;
103)将固体物A在190℃温度下干燥15h,再在870℃高温下煅烧4h,得到La-NaY分子筛,在La-NaY分子筛中,La:Na的原子摩尔比为0.8~1.2:1;
2)合成钨锌前驱体:
201)在500mL去离子水中加入5-6g氢氧化钠,搅拌溶解,再加入9-12g钨酸,继续搅拌溶解,形成溶液A;
202)向溶液A中依次加入5-8mL醋酸、7-12g氯化锌和6-10g的EDTA二钠盐,搅拌均匀,得到钨锌前驱体;
3)水热合成:
301)将步骤2)制备的钨锌前驱体和步骤1)制备的La-NaY分子筛混合,置入不锈钢水热反应釜,在230-260℃下反应65h,冷却后过滤,得到固体物B;
302)将固体物B在190℃干燥15h,再在850~870℃煅烧6h,冷却至室温,在Y型分子筛表面负载镧钨锌三元复合氧化物活性材料,即制得土壤污染物净化材料。
优选的,步骤102)中所述NaY分子筛为白色粉末,颗粒尺寸3-6μm,比表面积720m2/g,Na2O含量10.3%,静态吸水值36%。
进一步优选,步骤302)中制备的被污染土壤净化材料的比表面积为620-660m2/g,外表面积130-150m2/g,孔径尺寸0.7nm,耐火度小于850℃。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
在稀土La置换的NaY分子筛与钨锌前驱体的水热合成过程中,La与钨锌前驱体生成复杂的镧钨锌三元复合氧化物活性材料,此种材料具有较强的在光照下分解有机物和还原重金属离子的活性。由镧钨锌三种元素的复合氧化物组成的光催化活性层与Y型分子筛表面结合紧密,并且不堵塞分子筛原有的孔隙。制备的土壤污染物净化材料保留了Y型分子筛特有的孔隙特征和对污染物的吸附能力,同时在阳光激发下具有分解有机物和还原重金属离子的活性,可以快速地净化土壤中的有机污染物和重金属离子,并具有长期使用寿命。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
下述实施例中使用的化学原料都为纯料。
实施例1、
一种土壤污染物净化材料的制备方法,包括如下步骤:
1)制备La-NaY分子筛:
101)将8g醋酸镧加入到500mL去离子水中,搅拌溶解形成醋酸镧溶液;
102)向步骤101)中制备的醋酸镧溶液中加入35g的NaY分子筛,然后将混合物加热至75℃,保持此温度200min,冷却,将混合物过滤,得到固体物A;
NaY分子筛为白色粉末,颗粒尺寸3-6μm,比表面积720m2/g,Na2O含量10.3%,静态吸水值36%。
103)将固体物A在190℃温度下干燥15h,再在870℃高温下煅烧4h,得到La-NaY分子筛;
2)合成钨锌前驱体:
201)在500mL去离子水中加入5g氢氧化钠,搅拌溶解,再加入9g钨酸,继续搅拌溶解,形成溶液A;
202)向溶液A中依次加入5mL醋酸、7g氯化锌和6g的EDTA二钠盐,搅拌均匀,得到钨锌前驱体;
3)水热合成:
301)将步骤2)制备的钨锌前驱体和步骤1)制备的La-NaY分子筛混合,置入不锈钢水热反应釜,在230℃下反应65h,冷却后过滤,得到固体物B;
302)将固体物B在190℃下干燥15h,再在850-870℃下煅烧6h,冷却至室温,即制得被污染土壤净化材料。
本实施例制备的土壤污染物净化材料的主要技术特征如下:比表面积620m2/g,外表面积130m2/g,孔径尺寸0.7nm,耐火度小于850℃。
实施例2、
一种土壤污染物净化材料的制备方法,包括如下步骤:
1)制备La-NaY分子筛:
101)将9g醋酸镧加入到500mL去离子水中,搅拌溶解形成醋酸镧溶液;
102)向步骤101)中制备的醋酸镧溶液中加入35g的NaY分子筛,然后将混合物加热至75℃,保持此温度200min,冷却,将混合物过滤,得到固体物A;
NaY分子筛为白色粉末,颗粒尺寸3-6μm,比表面积720m2/g,Na2O含量10.3%,静态吸水值36%。
103)将固体物A在190℃温度下干燥15h,再在870℃高温下煅烧4h,得到La-NaY分子筛;
2)合成钨锌前驱体:
201)在500mL去离子水中加入5.5g氢氧化钠,搅拌溶解,再加入10g钨酸,继续搅拌溶解,形成溶液A;
202)向溶液A中依次加入6mL醋酸、9g氯化锌和8g的EDTA二钠盐,搅拌均匀,得到钨锌前驱体;
3)水热合成:
301)将步骤2)制备的钨锌前驱体和步骤1)制备的La-NaY分子筛混合,置入不锈钢水热反应釜,在245℃下反应65h,冷却后过滤,得到固体物B;
302)将固体物B在190℃下干燥15h,再在860℃下煅烧6h,冷却至室温,即制得被污染土壤净化材料。
本实施例制备的土壤污染物净化材料的主要技术特征如下:比表面积635m2/g,外表面积137m2/g,孔径尺寸0.7nm,耐火度小于850℃。
实施例3、
一种土壤污染物净化材料的制备方法,包括如下步骤:
1)制备La-NaY分子筛:
101)将11g醋酸镧加入到500mL去离子水中,搅拌溶解形成醋酸镧溶液;
102)向步骤101)中制备的醋酸镧溶液中加入35g的NaY分子筛,然后将混合物加热至75℃,保持此温度200min,冷却,将混合物过滤,得到固体物A;
NaY分子筛为白色粉末,颗粒尺寸3-6μm,比表面积720m2/g,Na2O含量10.3%,静态吸水值36%。
103)将固体物A在190℃温度下干燥15h,再在870℃高温下煅烧4h,得到La-NaY分子筛;
2)合成钨锌前驱体:
201)在500mL去离子水中加入6g氢氧化钠,搅拌溶解,再加入12g钨酸,继续搅拌溶解,形成溶液A;
202)向溶液A中依次加入8mL醋酸、12g氯化锌和10g的EDTA二钠盐,搅拌均匀,得到钨锌前驱体;
3)水热合成:
301)将步骤2)制备的钨锌前驱体和步骤1)制备的La-NaY分子筛混合,置入不锈钢水热反应釜,在260℃下反应65h,冷却后过滤,得到固体物B;
302)将固体物B在190℃下干燥15h,再在870℃下煅烧6h,冷却至室温,即制得被污染土壤净化材料。
本实施例制备的土壤污染物净化材料的主要技术特征如下:比表面积660m2/g,外表面积150m2/g,孔径尺寸0.7nm,耐火度小于850℃。
上面对本发明的实施方式做了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.一种土壤污染物净化材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)制备La-NaY分子筛:
101)将8-11g醋酸镧加入到500mL去离子水中,搅拌溶解形成醋酸镧溶液;
102)向步骤101)中制备的醋酸镧溶液中加入35g的NaY分子筛,然后将混合物加热至75℃,保持此温度200min,冷却,将混合物过滤,得到固体物A;
103)将固体物A在190℃温度下干燥15h,再在870℃高温下煅烧4h,得到La-NaY分子筛,La-NaY分子筛中,La:Na的原子摩尔比为0.8~1.2:1;
2)合成钨锌前驱体:
201)在500mL去离子水中加入5-6g氢氧化钠,搅拌溶解,再加入9-12g钨酸,继续搅拌溶解,形成溶液A;
202)向溶液A中依次加入5-8mL醋酸、7-12g氯化锌和6-10g的EDTA二钠盐,搅拌均匀,得到钨锌前驱体;
3)水热合成:
301)将步骤2)制备的钨锌前驱体和步骤1)制备的La-NaY分子筛混合,置入不锈钢水热反应釜,在230-260℃下反应65h,冷却后过滤,得到固体物B;
302)将固体物B在190℃干燥15h,再在850~870℃煅烧6h,冷却至室温,在Y型分子筛表面负载镧钨锌三元复合氧化物活性材料,即制得土壤污染物净化材料。
2.根据权利要求1所述的土壤污染物净化材料的制备方法,其特征在于,步骤102)中所述NaY分子筛为白色粉末,颗粒尺寸3-6μm,比表面积720m2/g,Na2O含量10.3%,静态吸水值36%。
3.根据权利要求1所述的土壤污染物净化材料的制备方法,其特征在于,步骤302)中制备的被污染土壤净化材料的比表面积为620-660m2/g,外表面积130-150m2/g,孔径尺寸0.7nm,耐火度小于850℃。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005296870A (ja) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Nippon Steel Corp | ダイオキシン類汚染物の無害化処理方法 |
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CN108584978A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-09-28 | 沈阳理工大学 | 一种可去除污染物的a型分子筛的制备方法 |
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2022
- 2022-07-25 CN CN202210884436.6A patent/CN115155648A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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