[发明专利]一种赤泥基固废催化剂及其制备方法和修复土壤多环芳烃污染的方法

说明书

本发明属于土壤有机污染修复技术领域，公开了一种赤泥基固废催化剂及其制备方法和修复土壤多环芳烃污染的方法。本发明将赤泥、硫酸溶液、锆盐溶液混合，加热搅拌后烘干，得到泥料；将泥料焙烧，得到赤泥基固废催化剂。将该催化剂、过硫酸盐和水加入到含有多环芳烃的土壤中进行反应，从而降解多环芳烃。本发明的赤泥为拜耳法制铝工业固体废物，来源广、价格低廉、简单易得，实现了固体废弃物资源化利用，且制得的赤泥基固废催化剂含有一定的碱性，能够中和一部分过硫酸盐氧化反应过程产生的酸性物质，在一定程度上缓解应用过硫酸盐导致的土壤酸化问题及实现赤泥的土壤化处置。

技术领域

本发明涉及土壤有机污染修复技术领域，尤其涉及一种赤泥基固废催化剂及其制备方法和修复土壤多环芳烃污染的方法。

背景技术

多环芳烃是一类具有致癌性、致畸形、致突变性的疏水性有机污染物，可通过人工燃烧、自然燃烧等多种方式进入环境中，普遍存在于空气、土壤和水体中。由于此类污染物辛醇-水分配系数高，在水中溶解度差，极易附着于土壤颗粒上，从而使土壤成为其主要载体，持续在土壤中积累。多环芳烃的“三致特性”会破坏细胞膜或DNA，引起基因突变，严重毒害土壤中的微生物、植物和动物，破坏生态环境。这对土壤环境、植物生长、农产品安全造成影响的同时，还会通过食物链富集对人体健康造成很大的威胁，因此有效地控制和治理土壤中多环芳烃的污染具有重要意义。

目前针对土壤中多环芳烃的降解有多种方法，主要分为物理法、化学法和生物法。其中，物理法成本低，但污染物降解率低、不易操作。化学法周期短、目的性强，但易造成二次污染、化学试剂用量难以把控、反应过程不稳定。生物法绿色环保、费用低，但要求具有较长的处理时间和较高的环境条件。近年来，过硫酸盐作为活性硫酸盐自由基的来源，在废水处理、饮用水生产、地下污染场地的原位化学修复等各种环境应用中得到了广泛的关注。使用过硫酸盐生成硫酸盐自由基，比过氧化氢生成羟基自由基更具优势，因为前者具有与后者相同甚至更大的氧化还原电位、更高的选择性和更长的半衰期，同时过硫酸盐在天然土壤中用作氧化剂时，环境需求低，适用范围广。需要说明的是，过硫酸盐通常比其他氧化剂(高锰酸盐等)需要更高的反应活化能，即过硫酸盐转化为硫酸盐自由基需要适当的活化，例如采用过渡金属、金属氧化物和纳米材料参与催化活化等。

因此，如何提供一种催化剂催化过硫酸盐降解土壤中的多环芳烃污染对土壤污染治理具有重要作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种赤泥基固废催化剂及其制备方法和修复土壤多环芳烃污染的方法，解决上述现有土壤中多环芳烃污染的修复方法存在的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种赤泥基固废催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将赤泥、硫酸溶液、锆盐溶液混合，加热搅拌后烘干，得到泥料；将泥料焙烧，得到赤泥基固废催化剂；

其中，焙烧的温度为570～650℃，焙烧的时间为30～50min。

优选的，在上述一种赤泥基固废催化剂的制备方法中，所述硫酸溶液的pH为1～3。

优选的，在上述一种赤泥基固废催化剂的制备方法中，所述赤泥和硫酸溶液的质量比为3～5：1。

优选的，在上述一种赤泥基固废催化剂的制备方法中，所述锆盐溶液的浓度为0.5～1mol/L，锆盐溶液中的锆盐为硝酸锆。

优选的，在上述一种赤泥基固废催化剂的制备方法中，所述锆盐溶液中的锆盐和赤泥的摩尔质量比为0.2～1mmol：1g。

优选的，在上述一种赤泥基固废催化剂的制备方法中，所述加热搅拌的温度为60～80℃，加热搅拌的时间为10～50min。

本发明还提供了上述制备方法制得的一种赤泥基固废催化剂。