[发明专利]一种重金属离子污染的土壤修复剂

说明书

本申请涉及土壤修复剂领域，具体公开了一种重金属离子污染的土壤修复剂，本申请的土壤修复剂包括由以下重量份的原料制得：改性黏土矿物75~132份，磷矿石粉10~25份，微生物钝化剂4~8份，水20~30份；其制备方法为：利用黏土矿物、聚硅氧烷、氨基硅烷偶联剂和羧基配合物合成改性黏土矿物，再将磷矿石粉与微生物钝化剂加入其中，制成土壤修复剂。本申请的土壤修复剂具有羧基配合物上的氨基与羧基均可与金属离子形成配合物，使得较多的金属离子可以吸附在黏土矿物上，微生物钝化剂的加入弥补有钝化剂与无机钝化剂的优点。

技术领域

本申请涉及土壤修复剂领域，更具体地说，它涉及一种重金属离子污染的土壤修复剂。

背景技术

重金属是一类毒性比较大且具有潜在危害的无机污染物，可以在土壤和生物体内进行富集，与大气、水体中重金属污染相比，土壤中的重金属污染具有隐蔽性、累积性、滞后性、修复周期长且毒性强和易被生物吸收的特点，因此，重金属是土壤环境中严重破坏生态安全的污染物之一。

相关技术中，申请号为201710806541.7的中国申请文件公开了一种镉污染土壤有机-无机复合钝化剂及其使用方法，该复合钝化剂由蚕沙生物质炭和含铁试剂混合组成，含铁试剂为硫酸亚铁，蚕沙生物质炭和含铁试剂硫酸亚铁的用量分别为需要修复的镉污染土壤质量的1％和0.2％；使用时将蚕沙生物质炭和硫酸亚铁加入到需要修复的镉污染土壤中混合，并加水养护，使土壤含水率为40％。

针对上述中的相关技术，发明人认为随着日益严重的重金属离子污染，上述有机-无机复合钝化剂已不能满足土壤中大量重金属离子的去除的需求。

发明内容

为了改善上述有机-无机复合钝化剂已不能满足土壤中大量重金属离子的去除的问题，本申请提供一种重金属离子污染的土壤修复剂。

第一方面，本申请提供的一种重金属离子污染的土壤修复剂，采用如下的技术方案：

一种重金属离子污染的土壤修复剂，包括由以下重量份的原料制得：改性黏土矿物75~132份，磷矿石粉10~25份，微生物钝化剂4~8份，水20~30份，其中，所述75~132份的改性黏土矿物包括由以下重量份的原料制得：黏土矿物20~30份，聚硅氧烷25~40份，氨基硅烷偶联剂5~10份，羧基配合物5~12份，正己烷10~20份，乙醇10~20份。

通过采用上述技术方案，由于黏土矿物本身作为一种多孔性矿石，并可以通过矿物晶格对重金属离子进行层间吸附或与金属离子形成共沉淀；本申请首先以黏土矿物为载体，在其表面聚合聚硅氧烷，以制备出对环境无害的聚硅氧烷改性的黏土矿物，这种聚硅氧烷改性黏土矿物的表面是亲油性的，不仅能够对土壤中重金属离子进行吸附，还可以对土壤中有害的有机污染物进行吸附。而氨基硅烷偶联剂通过与聚硅氧烷形成化学键合，使得聚硅氧烷表面连接上氨基，由于氨基与金属阳离子可分别看作是Lewis碱和Lewis酸，因此氨基与金属离子能够通过配位反应结合成稳定的酸碱络合物，以提高改性黏土结合金属离子的能力。但氨基硅烷偶联剂的加入，会导致土壤碱性增大，当进一步加入羧基配合物时，羧基配合物与氨基硅烷偶联剂通过酰胺化学键进行连接，以平衡土壤的酸碱性；此外，氨基硅烷偶联剂上的氨基与羧基配合物上的羧基均可与金属离子形成配合物，因此，最终结合有氨基硅烷偶联剂与羧基配合物的黏土矿物上会具有较多氨基大分子配位化合物与羧基大分子配位化合物，使得更多的金属离子可以吸附在黏土矿物上。

磷矿石粉作为粒径比黏土矿物小的无机钝化剂，分散程度大于黏土矿物，可以与土壤中金属离子结合后进一步吸附到黏土矿物上；由于不同钝化剂对于不同种类的重金属离子钝化效果存在差异，对于复合污染土壤来说，微生物钝化剂与有机钝化剂、无机钝化剂复配，可以达到更叫的吸附重金属离子的效果。