[发明专利]一种温度响应型过硫酸盐缓释凝胶及制法和应用

说明书

一种温度响应型过硫酸盐缓释凝胶，为凝胶状，以琼脂糖‑聚乙烯醇复合凝胶体系作为粘合剂，以过硫酸盐作为氧化剂，包括成分如下：粘合剂质量分数70％‑90％、氧化剂质量分数8％‑30％、分散剂质量分数0.2％‑1.0％、交联剂质量分数0.5％‑1.0％；粘合剂成分为琼脂糖与聚乙烯醇，体积比1:3‑3:1。本发明公开的温度响应型过硫酸盐缓释材料具备低温条件下原位包裹氧化剂形成缓释凝胶的特点。缓释凝胶材料在含水层中随地下水流动迁移实现污染物原位修复。该材料能显著降低传统活性氧化剂直接注入消耗快，注入压力大等问题，进而延长活性氧化剂的利用效率及寿命。

技术领域

本发明属于地下水修复领域，具体涉及一种温度响应型过硫酸盐缓释凝胶。

本发明还涉及上述过硫酸盐缓释凝胶的制备方法。

本发明还涉及上述过硫酸盐缓释凝胶在原位注入氧化修复地下水中的应用。

背景技术

随着人类对地下水开发及利用程度的不断提高，所带来的地下水污染问题日剧加重，其中以硝基苯为首的苯类有机污染物逐渐成为重点研究对象。基于过硫酸盐的原位注入技术再现阶段地下水污染修复受到广泛关注，但是受到低渗透土壤和含水层影响，往往在停止修复后的一段时间出现污染物的反向扩散，拖尾，反弹等现象，并且在修复的初期需要注入过量的氧化剂以获得更高效的降解效果，造成氧化剂的大量浪费同时，伴随对环境的污染。因此制备一种能够实现修复试剂在原位注入并且在特定污染物区域释放的材料，同时兼具可调节释放速率的需求具备重要的应用价值。

近年来，缓释技术被用于地下水原位修复。通过水泥、石蜡或是聚乙烯醇组成的粘合剂，实现对修复试剂形成有效的包裹，并在地下水环境介质中缓慢释放，使得修复试剂在水体中长时间维持有效浓度，进而实现对污染物的降解。在降低由于氧化剂过量投放的环境污染同时，延长了修复时间。然而在实际使用中，同时也暴露了诸多不足：第一，目前水泥或石蜡制备的缓释材料CN 106477710 A，需要在实验室或是工厂等地面设施中，完成缓释剂的制备，在此之后通过投药井或是在挖掘污染羽区域并掩埋缓蚀剂，难以实现原位注入，不仅在布设时候消耗大量的人力物力，并且更换缓释剂时也存在极大难度；第二，以硅溶胶制备的缓释材料如中国发明专利CN 111547832 A，虽然可以以液态形式将修复试剂注入地下水中，但是存在凝胶速度较慢的问题，因此在注入初期，由于粘合剂的不完全包裹，存在修复试剂的不完全包裹，造成一部分试剂的突释。

发明内容

本发明的目的是提供一种具备温度响应型的过硫酸盐缓释凝胶。

本发明的又一目的是提供上述过硫酸盐缓释凝胶的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的温度响应型过硫酸盐缓释凝胶，以琼脂糖-聚乙烯醇复合凝胶体系作为粘合剂，以过硫酸盐作为氧化剂，包括成分如下：

粘合剂质量分数70％-90％、氧化剂质量分数8％-30％、分散剂质量分数0.2％-1.0％、交联剂质量分数0.5％-1％；

所述粘合剂成分由X、Y两种试剂组成，混合体积比1:3-3:1，X为质量分数2.5％琼脂糖溶液，所述琼脂糖选用分子生物学级低电渗，Y为质量分数5.0％聚乙烯醇溶液，所述聚乙烯醇摩尔分数为12000-27000；

所述氧化剂为过硫酸钠和过硫酸钾中的任一种或两种组合；

所述交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯或三甲基三聚氰胺；

所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠。

本发明提供的制备上述温度响应型过硫酸盐缓释凝胶的方法，包括以下步骤：

1)将琼脂糖与分散剂在95℃水浴加热，并搅拌均匀，制备溶液A；

2)将聚乙烯醇与交联剂在65℃水浴加热，并搅拌均匀，制备溶液B；