CN115646428A - 一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法 - Google Patents
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：(1)将海泡石进行热处理；(2)将海泡石添加到草酸和CTAB的混合水溶液中，在40～60℃搅拌处理4～6h，过滤、洗涤、在60～80℃干燥10～20h，得到改性的海泡石；(3)将改性海泡石、铁源、镧源、锌源、钙源分散到去离子水中得到分散液，然后添加PVP到上述分散液中，搅拌30～50min，然后滴加一定量的氨水，继续搅拌30～50min，然后进行水热反应，过滤、洗涤、干燥得到产物A；(4)将产物A、碱式碳酸镁和生物质混合均匀，在惰性条件下，先在200～300℃下热处理4～8h，然后升温至400～500℃热处理3～7h，冷却至室温，得到修复剂。本发明的土壤修复剂对土壤重金属具有优异的吸附能力。
Description
技术领域
本发明属于土壤修复技术领域。更具体地，涉及一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法。
背景技术
土壤污染原因很多，主要可分为工业、农业等方面。从工业角度看，企业在生产过程中，若将产生的固废、废水、废气等污染物在不进行科学合理地处理就随意排放或丢弃，就会导致周围的土壤、水体受到不同程度的污染，这不仅会破坏土壤的结构，还会危害周围居民的身体健康。从农业角度看，在农作物种植期间，农民为了提升农作物的产量，加快农作物的生长速度，会使用大量的农药，当这些农药进入土壤中，会严重破坏土壤的内部成分，如果不加以管制，使这种情况持续扩大，造成大面积的耕地污染，最终导致农作物减产或死亡，同时对粮食的安全也造成了一定威胁。
其中，我国重金属污染呈现面积扩大化、污染源多元化的趋势。造成我国农田土壤环境质量下降的主要重金属为铅(Pb)、汞(Hg)、Cd(Cd)、铬(Cr)、和准金属砷(As)等生物毒性较强的元素。
海泡石(Si12O30Mg8(OH)4(H2O)4·8H2O)是一种天然的纤维状多孔硅酸镁粘土矿物，有3条辉石式单链构成的2∶1结构带以及连续的硅氧四面体层，表面活性吸附中心主要是四面体片中的氧原子、与结构边缘Mg2+配位的水分子以及Si-O-Si分解产生的硅烷基团，其独特的纤维结构具有众多内部通道
其中包含众多的H2O分子和可交换阳离子(如K+、Na+和Ca2+)，可将有机基团和无机离子掺入结构中，从而降低土壤中重金属的转移性及生物可用性。
海泡石对重金属的吸附机制包括以下3个方面：海泡石的Si-OH基团(存在于Si-O四面体外缘，或Si-O-Si基团断裂形成)与重金属离子间的表面络合吸附：化学吸附内层络合或物理吸附外层络合；海泡石表面的羟基基团与溶液中的OH-可能会与金属离子形成表面沉淀；部分金属离子进入其晶格内部同晶置换替代Mg-O八面体中的Mg2+。此外，海泡石拥有包括贯穿整个结构的沸石水通道和孔洞，有利于对极性或弱极性物质的吸附。
CN113632614B公开了一种复配型重金属污染土壤修复材料的制备方法，包括以下步骤：以农林废弃物、畜禽粪便、贝壳类废弃物为原料进行组配，采用多种表面活性处理后，在氮气或二氧化碳氛围下进行热解，然后将热解产物进一步复配后与尿素、黏土矿物制备得到复配型重金属污染土壤修复材料。本发明制备过程中无有毒有害化学品添加，以废弃生物质为原料达到以废治污的目标，具有绿色环保、简单高效的特点。
CN112588266B公开了一种基于土壤粘土矿物改性的重金属镉污染土壤修复材料的制备方法，所述方法首先采用筛分法得到土壤粘土矿物，然后加入氨水及水调节pH值至9-11之间，在高速搅拌条件形成悬浊液，随后依次加入钙盐、镁盐、三价铁盐以及3-巯基丙基三甲氧基硅烷，充分反应后自然干燥，磨细形成重金属镉污染土壤修复材料。本发明方法通过对土壤自身粘土矿物的改性并适量增加金属氢氧化物含量，从而改善土壤自身粘土矿物及氢氧化物对镉的专性吸附能力，达到高效抑制镉污染危害的效果。本发明的主要材料源于土壤自身，具有易获得、制备方法及所用设备简单、成本可控、使用方便等优点。
CN114276817A公开了一种土壤修复剂及其制备方法和用途。本发明提供一种土壤修复剂，以重量份数计，包括：柠檬酸改性甘蔗渣60-80份和类水滑石10-15份。本发明通过将柠檬酸改性甘蔗渣和类水滑石进行复配，两者相互作用一方面可以增大沉淀、络合重金属的作用，显著提升对重金属镉的吸附效果，另一方面还可以调节复合材料的pH，解决了改性后材料pH低、类水滑石材料吸附性能受限的问题。
综上所述，虽然现有技术中对土壤修复进行一定量的研究，但是现有的土壤修复剂仍不能满足实际生产的需求，而且也不能够保证对土壤中的重金属的有效去除。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中存在的缺陷和不足，提供一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：(1)将海泡石进行热处理；(2)将海泡石添加到草酸和CTAB的混合水溶液中，在40～60℃搅拌处理4～6h，过滤、洗涤、在60～80℃干燥10～20h，得到改性的海泡石；(3)将改性海泡石、铁源、镧源、锌源、钙源分散到去离子水中得到分散液，然后添加PVP到上述分散液中，搅拌30～50min，然后滴加一定量的氨水，继续搅拌30～50min，然后进行水热反应，过滤、洗涤、干燥得到产物A；(4)将产物A、碱式碳酸镁和生物质混合均匀，在惰性条件下，先在200～300℃下热处理4～8h，然后升温至400～500℃热处理3～7h，冷却至室温，得到修复剂。本发明的土壤修复剂对土壤重金属具有优异的吸附能力。
本发明的目的是提供一种重金属污染土壤修复剂的制备方法。
本发明另一目的是提供一种重金属污染土壤修复剂。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将海泡石进行热处理；
(2)将步骤(1)得到的海泡石添加到草酸和CTAB的混合水溶液中，在40～60℃搅拌处理4～6h，过滤、洗涤、在60～80℃干燥10～20h，得到改性的海泡石；
(3)将步骤(2)得到的改性海泡石、铁源、镧源、锌源、钙源分散到去离子水中得到分散液，然后添加PVP到上述分散液中，搅拌30～50min，然后滴加一定量的氨水，继续搅拌30～50min，然后进行水热反应，过滤、洗涤、干燥得到产物A；
(4)将产物A、碱式碳酸镁和生物质混合均匀，在惰性条件下，先在200～300℃下热处理4～8h，然后升温至400～500℃热处理3～7h，冷却至室温，得到修复剂。
优选的，在步骤(1)中，所述热处理为在350～450℃下热处理2～4h。
优选的，在步骤(2)中，其中草酸的浓度为0.01～0.05g/mL；CTAB的浓度为0.02～0.06g/mL。
优选的，在步骤(2)中，海泡石与混合水溶液的比为1g：10mL。
优选的，在步骤(3)中，所述铁源为硝酸铁、氯化铁、醋酸铁中的至少一种；所述镧源为硝酸镧、醋酸镧、氯化镧中的至少一种，所述锌源为醋酸锌、硝酸锌、氯化锌中的至少一种，所钙源为硝酸钙、氯化钙、醋酸钙中的至少一种。
优选的，在步骤(3)中，所述改性海泡石、铁源、镧源、锌源、钙源、PVP的比为：1g：10～20mmol、1～3mmol：2～4mmol：8～16mmol：0.05～0.15g；所述氨水的浓度为20～30wt％。
优选的，在步骤(3)中，所述水热反应的条件为160～200℃反应10～20h；所述干燥为在100～140℃干燥8～12h。
优选的，在步骤(4)中，所述产物A、碱式碳酸镁和生物质的质量比为1:0.02～0.04:1.5～2.5。
优选的，在步骤(4)中，所述生物质为松木屑、玉米秸秆、甘蔗渣中至少一种。
基于上述所述的一种重金属污染土壤修复剂的制备方法制备得到的一种重金属污染土壤修复剂。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明将海泡石进行热处理，可以改善改善海泡石的孔道介孔，然后通过草酸和CTAB进行改性处理，可以有效促进金属的分散，可以提高土壤修复剂对重金属的吸附能力；
(2)通过在海泡石上负载金属氧化物，利用组分之间的相互作用，进一步改善对重金属的吸附能力；
(3)通过分段热处理，可以控制碱式碳酸镁的释放H2O和CO2的速度，进而丰富了海泡石的孔道结构以及碳材料的孔道结构，进一步提高了比表面积，提高了吸附容量以及重金属的去除能力。
(4)本发明制备的重金属污染土壤修复剂，具有优异的比表面积以及丰富的孔道结构，具有教导的吸附容量，是用于土壤污染修复的理想材料。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1
一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将海泡石在400℃下热处理3h；
(2)将1g步骤(1)得到的海泡石添加到10mL草酸和CTAB的混合水溶液中(其中草酸的浓度为0.03g/mL；CTAB的浓度为0.04g/mL)，在50℃搅拌处理5h，过滤、洗涤、在70℃干燥15h，得到改性的海泡石；
(3)将1g步骤(2)得到的改性海泡石、15mmol硝酸铁、2mmol硝酸镧、3mmol醋酸锌、12mmol硝酸钙分散到50mL去离子水中得到分散液，然后添加0.1g PVP到上述分散液中，搅拌40min，然后滴加一定量的氨水(其中氨水的浓度为25wt％)调节pH＝10，继续搅拌40min，然后进行水热反应，所述水热反应的条件为180℃反应15h，过滤、洗涤、在120℃干燥10h；得到产物A；
(4)将1g产物A、0.03g碱式碳酸镁和2g松木屑混合均匀，在惰性条件下，先在250℃下热处理6h，然后升温至450℃热处理5h，冷却至室温，得到修复剂。
实施例2
一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将海泡石在450℃下热处理2h；
(2)将1g步骤(1)得到的海泡石添加到10mL的草酸和CTAB的混合水溶液中(其中草酸的浓度为0.05g/mL；CTAB的浓度为0.02g/mL)，在60℃搅拌处理4h，过滤、洗涤、在80℃干燥10h，得到改性的海泡石；
(3)将1g步骤(2)得到的改性海泡石、20mmol氯化铁、1mmol醋酸镧、4mmol硝酸锌、16mol氯化钙分散到50mL去离子水中得到分散液，然后添加0.15g PVP到上述分散液中，搅拌50min，然后滴加一定量的氨水(其中氨水的浓度为25wt％)调节pH＝10，继续搅拌50min，然后进行水热反应，所述水热反应的条件为200℃反应10h，过滤、洗涤、在140℃干燥8h；得到产物A；
(4)将1g产物A、0.04g碱式碳酸镁和2.5g玉米秸秆混合均匀，在惰性条件下，先在300℃下热处理4h，然后升温至500℃热处理3h，冷却至室温，得到修复剂。
实施例3
一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将海泡石在350℃下热处理4h；
(2)将1g步骤(1)得到的海泡石添加到10mL的草酸和CTAB的混合水溶液中(其中草酸的浓度为0.01g/mL；CTAB的浓度为0.06g/mL)，在40℃搅拌处理6h，过滤、洗涤、在60℃干燥20h，得到改性的海泡石；
(3)将1g步骤(2)得到的改性海泡石、10mmol醋酸铁、3mmol氯化镧、2mmol氯化锌、8mmol氯化锌分散到50mL去离子水中得到分散液，然后添加0.05g PVP到上述分散液中，搅拌30min，然后滴加一定量的氨水(其中氨水的浓度为25wt％)调节pH＝10，继续搅拌30min，然后进行水热反应，所述水热反应的条件为160℃反应20h，过滤、洗涤、在100℃干燥12h；得到产物A；
(4)将1g产物A、0.02g碱式碳酸镁和1.5g甘蔗渣混合均匀，在惰性条件下，先在200℃下热处理8h，然后升温至400℃热处理7h，冷却至室温，得到修复剂。
对比例1
一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将海泡石在400℃下热处理3h；
(2)将1g步骤(1)得到的海泡石添加到10mL草酸水溶液中(其中草酸的浓度为0.07g/mL)，在50℃搅拌处理5h，过滤、洗涤、在70℃干燥15h，得到改性的海泡石；
(3)将1g步骤(2)得到的改性海泡石、15mmol硝酸铁、2mmol硝酸镧、3mmol醋酸锌、12mmol硝酸钙分散到50mL去离子水中得到分散液，然后添加0.1g PVP到上述分散液中，搅拌40min，然后滴加一定量的氨水(其中氨水的浓度为25wt％)调节pH＝10，继续搅拌40min，然后进行水热反应，所述水热反应的条件为180℃反应15h，过滤、洗涤、在120℃干燥10h；得到产物A；
(4)将1g产物A、0.03g碱式碳酸镁和2g松木屑混合均匀，在惰性条件下，先在250℃下热处理6h，然后升温至450℃热处理5h，冷却至室温，得到修复剂。
对比例2
一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将海泡石在400℃下热处理3h；
(2)将1g步骤(1)得到的海泡石添加到10mL CTAB水溶液中(其中CTAB的浓度为0.07g/mL)，在50℃搅拌处理5h，过滤、洗涤、在70℃干燥15h，得到改性的海泡石；
(3)将1g步骤(2)得到的改性海泡石、15mmol硝酸铁、2mmol硝酸镧、3mmol醋酸锌、12mmol硝酸钙分散到50mL去离子水中得到分散液，然后添加0.1g PVP到上述分散液中，搅拌40min，然后滴加一定量的氨水(其中氨水的浓度为25wt％)调节pH＝10，继续搅拌40min，然后进行水热反应，所述水热反应的条件为180℃反应15h，过滤、洗涤、在120℃干燥10h；得到产物A；
(4)将1g产物A、0.03g碱式碳酸镁和2g松木屑混合均匀，在惰性条件下，先在250℃下热处理6h，然后升温至450℃热处理5h，冷却至室温，得到修复剂。
对比例3
一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将海泡石在400℃下热处理3h；
(2)将1g步骤(1)得到的海泡石添加到10mL草酸和CTAB的混合水溶液中(其中草酸的浓度为0.03g/mL；CTAB的浓度为0.04g/mL)，在50℃搅拌处理5h，过滤、洗涤、在70℃干燥15h，得到改性的海泡石；
(3)将1g步骤(2)得到的改性海泡石、15mmol硝酸铁、5mmol硝酸镧、12mmol硝酸钙分散到50mL去离子水中得到分散液，然后添加0.1g PVP到上述分散液中，搅拌40min，然后滴加一定量的氨水(其中氨水的浓度为25wt％)调节pH＝10，继续搅拌40min，然后进行水热反应，所述水热反应的条件为180℃反应15h，过滤、洗涤、在120℃干燥10h；得到产物A；
(4)将1g产物A、0.03g碱式碳酸镁和2g松木屑混合均匀，在惰性条件下，先在250℃下热处理6h，然后升温至450℃热处理5h，冷却至室温，得到修复剂。
对比例4
一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将海泡石在400℃下热处理3h；
(2)将1g步骤(1)得到的海泡石添加到10mL草酸和CTAB的混合水溶液中(其中草酸的浓度为0.03g/mL；CTAB的浓度为0.04g/mL)，在50℃搅拌处理5h，过滤、洗涤、在70℃干燥15h，得到改性的海泡石；
(3)将1g步骤(2)得到的改性海泡石、15mmol硝酸铁、5mmol醋酸锌、12mmol硝酸钙分散到50mL去离子水中得到分散液，然后添加0.1g PVP到上述分散液中，搅拌40min，然后滴加一定量的氨水(其中氨水的浓度为25wt％)调节pH＝10，继续搅拌40min，然后进行水热反应，所述水热反应的条件为180℃反应15h，过滤、洗涤、在120℃干燥10h；得到产物A；
(4)将1g产物A、0.03g碱式碳酸镁和2g松木屑混合均匀，在惰性条件下，先在250℃下热处理6h，然后升温至450℃热处理5h，冷却至室温，得到修复剂。
对比例5
一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将海泡石在400℃下热处理3h；
(2)将1g步骤(1)得到的改性海泡石、15mmol硝酸铁、2mmol硝酸镧、3mmol醋酸锌、12mmol硝酸钙分散到50mL去离子水中得到分散液，然后添加0.1g PVP到上述分散液中，搅拌40min，然后滴加一定量的氨水(其中氨水的浓度为25wt％)调节pH＝10，继续搅拌40min，然后进行水热反应，所述水热反应的条件为180℃反应15h，过滤、洗涤、在120℃干燥10h；得到产物A；
(3)将1g产物A、0.03g碱式碳酸镁和2g松木屑混合均匀，在惰性条件下，先在250℃下热处理6h，然后升温至450℃热处理5h，冷却至室温，得到修复剂。
对比例6
一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将海泡石在400℃下热处理3h；
(2)将1g步骤(1)得到的海泡石添加到10mL草酸和CTAB的混合水溶液中(其中草酸的浓度为0.03g/mL；CTAB的浓度为0.04g/mL)，在50℃搅拌处理5h，过滤、洗涤、在70℃干燥15h，得到改性的海泡石；
(4)将1g步骤(2)得到的改性的海泡石、0.03g碱式碳酸镁和2g松木屑混合均匀，在惰性条件下，先在250℃下热处理6h，然后升温至450℃热处理5h，冷却至室温，得到修复剂。
对比例7
一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将海泡石在400℃下热处理3h；
(2)将1g步骤(1)得到的海泡石添加到10mL草酸和CTAB的混合水溶液中(其中草酸的浓度为0.03g/mL；CTAB的浓度为0.04g/mL)，在50℃搅拌处理5h，过滤、洗涤、在70℃干燥15h，得到改性的海泡石；
(3)将1g步骤(2)得到的改性海泡石、15mmol硝酸铁、2mmol硝酸镧、3mmol醋酸锌、12mmol硝酸钙分散到50mL去离子水中得到分散液，然后添加0.1g PVP到上述分散液中，搅拌40min，然后滴加一定量的氨水(其中氨水的浓度为25wt％)调节pH＝10，继续搅拌40min，然后进行水热反应，所述水热反应的条件为180℃反应15h，过滤、洗涤、在120℃干燥10h；得到产物A；
(4)将1g产物A、0.03g碱式碳酸镁和2g松木屑混合均匀，在惰性条件下，先在450℃热处理11h，冷却至室温，得到修复剂。
对比例8
一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将海泡石在400℃下热处理3h；
(2)将1g步骤(1)得到的海泡石添加到10mL草酸和CTAB的混合水溶液中(其中草酸的浓度为0.03g/mL；CTAB的浓度为0.04g/mL)，在50℃搅拌处理5h，过滤、洗涤、在70℃干燥15h，得到改性的海泡石；
(3)将1g步骤(2)得到的改性海泡石、15mmol硝酸铁、2mmol硝酸镧、3mmol醋酸锌、12mmol硝酸钙分散到50mL去离子水中得到分散液，然后添加0.1g PVP到上述分散液中，搅拌40min，然后滴加一定量的氨水(其中氨水的浓度为25wt％)调节pH＝10，继续搅拌40min，然后进行水热反应，所述水热反应的条件为180℃反应15h，过滤、洗涤、在120℃干燥10h；得到产物A；
(4)将1.03g产物A和2g松木屑混合均匀，在惰性条件下，先在250℃下热处理6h，然后升温至450℃热处理5h，冷却至室温，得到修复剂。
对比例9
一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将1.03g碱式碳酸镁和2g松木屑混合均匀，在惰性条件下，先在250℃下热处理6h，然后升温至450℃热处理5h，冷却至室温，得到修复剂。
在用于稳定化实验前，将土壤自然风干，剔除杂物，研磨过4目筛，均匀混合后，测得其理化性质：pH7.46(土水比为1∶2.5，依据《中华人民共和国农业行业标准-土壤pH的测定》NY/T1377-2007)，有机质8.27g·kg-1，将按照美国环保署(USEPA)对土壤中总重金属含量测定方法的规定(USEPA method 3051A)，测得土壤中重金属Cd、Pb、Zn、Cu含量均低于检测限(0.1mg·kg-1)。
取浓度0.02g·L-1的Cd(NO3)2、1.3g·L-1的Pb(NO3)2和2.6g·L-1的Cu(NO3)2溶液各1L加入到5.2kg上述备好的土样中，边添加重金属溶液边搅拌混匀，土壤风干后，老化6个月，过2mm筛，为供试重金属复合污染土壤。经测定，复合污染土壤中Cd、Pb、Cu的实际测定值分别为3.8、248、1451、511mg·kg-1，分别达到《土壤环境质量标准》(GB15618—2008)农业用地(pH>7.5，菜地)无机污染物的环境质量第二级标准值(0.6、50、300、100mg·kg-1)的6.3、5.0、4.8、5.1倍。
称取被污染土壤300g置于500mL烧杯中，每次吸附处理重复3次，将5g实施例1-3以及对比例1-9土壤污染修复剂分别与受污染土壤按上述比例充分混匀后，每个烧杯都用扎过孔的保鲜膜封口，放在室温条件下进行固定化反应，反应过程中每隔5d向烧杯中补充去离子水，以保持土壤含水量在30％左右。
采用TCLP法评估20天和25天后实施例1-3和对比例1-9的土壤污染吸附剂对土壤重金属的固定化效果，具体结果见表1-2，TCLP测定采用中华人民共和国环境保护行业标准(HJ/T300-2007)中的方法，即采用醋酸和氢氧化钠缓冲溶液浸提，浸提过程为：在1.5g土壤中加入30mL的TCLP提取液(固液比1∶20)，在30r·min-1的翻转式振荡器上反应18h，然后在2000r·min-1速度下离心20min，过0.45μm滤膜，采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP)测定其上清液中重金属浓度。其中上述TCLP提取液的制备方法为：加5.7mL冰醋酸至蒸馏水中，采用1mol·L-1的NaOH和HNO3溶液调节其pH值为4.9，定容至1L备用。
表1实施例1-3与对比例1-9的20天的固定化效果
| 20d后Cd去除率(％) | 20d后Pd去除率(％) | 20d后Cu去除率(％) | |
| 实施例1 | 90.2 | 94.8 | 87.9 |
| 实施例2 | 88.8 | 94.1 | 85.8 |
| 实施例2 | 89.1 | 94.5 | 86.5 |
| 对比例1 | 85.9 | 88.9 | 82.5 |
| 对比例2 | 87.2 | 93.1 | 84.2 |
| 对比例3 | 87.6 | 93.4 | 84.9 |
| 对比例4 | 81.5 | 83.6 | 81.5 |
| 对比例5 | 75.8 | 79.6 | 74.3 |
| 对比例6 | 73.8 | 76.9 | 71.4 |
| 对比例7 | 88.1 | 93.2 | 85.1 |
| 对比例8 | 86.4 | 89.7 | 82.9 |
| 对比例9 | 58.2 | 63.4 | 56.7 |
表2实施例1-3与对比例1-9的25天的固定化效果
由实施例1-3与对比例1-9的对比，可以看出，本申请制备的重金属污染土壤修复剂，利用组分之间的相互作用，使得本申请的土壤修复剂具有优异的固化效果以及较高的重金属去除效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)将海泡石进行热处理；
(2)将步骤(1)得到的海泡石添加到草酸和CTAB的混合水溶液中，在40～60℃搅拌处理4～6h，过滤、洗涤、在60～80℃干燥10～20h，得到改性的海泡石；
(3)将步骤(2)得到的改性海泡石、铁源、镧源、锌源、钙源分散到去离子水中得到分散液，然后添加PVP到上述分散液中，搅拌30～50min，然后滴加一定量的氨水，继续搅拌30～50min，然后进行水热反应，过滤、洗涤、干燥得到产物A；
(4)将产物A、碱式碳酸镁和生物质混合均匀，在惰性条件下，先在200～300℃下热处理4～8h，然后升温至400～500℃热处理3～7h，冷却至室温，得到修复剂。
2.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述热处理为在350～450℃下热处理2～4h。
3.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，其中草酸的浓度为0.01～0.05g/mL；CTAB的浓度为0.02～0.06g/mL。
4.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，海泡石与混合水溶液的比为1g：10mL。
5.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述铁源为硝酸铁、氯化铁、醋酸铁中的至少一种；所述镧源为硝酸镧、醋酸镧、氯化镧中的至少一种，所述锌源为醋酸锌、硝酸锌、氯化锌中的至少一种，所钙源为硝酸钙、氯化钙、醋酸钙中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述改性海泡石、铁源、镧源、锌源、钙源、PVP的比为：1g：10～20mmol、1～3mmol：2～4mmol：8～16mmol：0.05～0.15g，所述氨水的浓度为20～30wt％。
7.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述水热反应的条件为160～200℃反应10～20h；所述干燥为在100～140℃干燥8～12h。
8.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述产物A、碱式碳酸镁和生物质的质量比为1:0.02～0.04:1.5～2.5。
9.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述生物质为松木屑、玉米秸秆、甘蔗渣中至少一种。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种重金属污染土壤修复剂的制备方法制备得到的一种重金属污染土壤修复剂。
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