[发明专利]一种基于改性纳米零价铁的土壤修复剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于改性纳米零价铁的土壤修复剂及其制备方法，修复剂包括：改性纳米零价铁、填料、高分子聚合物、氨基酸组合物、缓释碳源、复合微生物菌剂和去离子水；制备方法包括：S1、按比例称取上述原料；S2、将填料和高分子聚合物进行水热反应，然后进行真空干燥处理，得到物料A；S3、将氨基酸组合物、缓释碳源、复合微生物菌剂和去离子水依次加入反应釜中，超声分散处理，得到物料B；S4、将改性纳米零价铁、物料A和物料B依次进行球磨、过滤、干燥处理，即得修复剂；本发明的工艺设计合理，重金属污染土壤修复效率高，适宜推广使用。

技术领域

本发明涉及土壤修复剂制备技术领域，具体是涉及一种基于改性纳米零价铁的土壤修复剂及其制备方法。

背景技术

土壤既是人类赖以生存的主要的自然资源之一，又是人类生态环境的重要组成部分。土壤对于外来污染物具有自净能力，但是当外来的污染物超过土壤的自净能力时，就会使土壤的正常机能遭到破坏，失去自然生态平衡，随着快速增长的全球人口、不断扩大的工业生产规模和快速发展的城市化进程，土壤所承受的压力也越来越大。

零价铁技术因其操作工艺简单、处理效率高、运行费用低、能耗小、材料易得等特点，被视为一种较有潜力的土壤稳定修复技术；其中，纳米级别的零价铁具有普通毫米级或微米级零价铁不能比拟的还原吸附能力，能高效得将环境污染物，然而由于颗粒表面静电荷引力、高表面能、颗粒间的范德华引力以及颗粒表面的氢键及其他化学键作用，导致纳米颗粒容易形成聚合体，且纳米零价铁零价铁易被氧化，这两个缺陷制约了其在污染水体及土壤中的分散性、迁移性，是限制其修复能力的最大障碍。

已有研究表明，经稳定剂改性的纳米零价铁被原位注入土壤中后可以到达地下水污染源，对有机污染以及重金属污染具有良好修复效果，而目前改性纳米零价铁在水体重金属污染或有机污染修复的研究较多，在土壤中的研究较少。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种基于改性纳米零价铁的土壤修复剂及其制备方法。

本发明的技术方案为：一种基于改性纳米零价铁的土壤修复剂，包括以下重量份的原料：改性纳米零价铁10～20份、填料20～45份、高分子聚合物4～7份、氨基酸组合物3～5份、缓释碳源3～7份、复合微生物菌剂1～3份、去离子水30～55份；

其中，填料由膨润土、海泡石、凹凸棒土按照质量比1:1:1混合而成；

高分子聚合物包括：羧甲基壳聚糖2～3份、聚乙二醇丙烯酸酯1～2份、阴离子聚丙烯酰胺1～2份；

氨基酸组合物由亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸和精氨酸按照质量比1:3:1:2:4混合而成；

缓释碳源由锯末、稻壳和玉米淀粉按照质量比1:2:1混合而成；

复合微生物菌剂包括：放线菌0.2～0.8份、光合细菌0.1～0.5份、酵母菌0.4～0.9份、乳酸菌0.3～0.8份。

进一步地，改性纳米零价铁的制备方法为：将FeSO₄·7H₂O溶解到乙醇水溶液中，然后向混合溶液中加入NaBH₄溶液和十六烷基三甲基溴化铵，然后以150～300W的功率超声分散处理20～45min；最后将混合体系过滤后在氮气保护条件下真空干燥处理，即可得到改性纳米零价铁；其中，FeSO₄·7H₂O、乙醇水溶液、NaBH₄溶液和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为3:9:1:2；NaBH₄溶液的体积浓度为10～15％，乙醇水溶液的体积浓度为25～30％。

说明：通过本发明制备的改性纳米零价铁具有比表面积大、不易团聚、生产成本低的优势，同时具有极强的还原能力和金属活性。

本发明提供了一种基于改性纳米零价铁的土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：