[发明专利]一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料及其应用

权利要求书

1.一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料，其特征在于，通过以下方法制得，具体操作步骤如下：

（1）秸秆生物炭制备 将农作物秸秆切碎成3-5 cm左右的小段，洗净后自然风干，放入炭化炉中热解，升温速率保持在4-6℃/min，使得热解终温为３00-５00℃，热解1~2 h后取出，自然冷却至室温，即制得生物炭原料；

（2）铁盐溶液配置 称取一定质量的Fe(NO3)3试剂，加入去离子水完全溶解，配成摩尔浓 度为0.4 mol/L的铁盐溶液；

（3）共沉淀 将制得的秸秆生物炭过0.4-0.6 mm筛，以1：（9-11）的固液比添加到配置好的铁盐溶液中，搅拌均匀，然后逐滴加入5 mol/L的NaOH溶液，滴加速率控制在每秒1-2滴，此过程中红色沉淀逐渐形成，需不断搅拌，使生成的铁化合物和生物炭充分接触，直至最终pH值稳定在7.00±0.02，室温下静置23-25h；

（4）获得炭基复合材料 将上述反应后的溶液进行抽滤，去除上层清液，放置于敞口容器中，烘箱75-85℃下烘干，冷却后去除表层的盐析物，用去离子水清洗1—2次，以去除未负载的铁化合物，再在75-85℃下烘干，研磨过0.4-0.6 mm筛，所得固体物质即为包含生物炭与水铁矿的炭基复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料，其特征在于：步骤（1）所述的炭化炉升温速率为5℃/min。

3.根据权利要求1所述的一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料，其特征在于：步骤（1）所述的热解终温为500℃。

4.根据权利要求1所述的一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料，其特征在于：步骤（3）所述的固液比为1:10。

5.根据权利要求1所述的一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料，其特征在于：步骤（4）所述的生物炭所过筛为0.5 mm。

6.权利要求1所述的一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料在砷镉复合污染土壤上应用，其特征在于，具体操作如下：

（1）砷镉复合污染土壤的修复 避开梅雨大风天气，根据土壤污染程度及理化性质，按22.5—67.5 t/hm2的施用量将炭基复合材料均匀撒于复合污染土壤表面，随后立即翻耕表面0-10 cm的土壤，使炭基复合材料与表层土壤混合均匀，翻土后视田间土壤水分状况决定是否洒水，使土壤含水量在最大田间持水量的65-75%，但切不可灌水泡田，平衡30 d后即可完成对As、Cd的钝化，施用化肥或种植作物尽量在修复结束后进行；

（2）去除水体中的砷镉 称取炭基复合材料于三角瓶中，以2.5 g/L的固液比加入浓度在1-50 mg/L 含As(III)、As(V)或Cd(II)的废水溶液，控制溶液pH值5.0—7.0之间，在室温下振荡4－24 h，即可去除溶液中的砷、镉。