[发明专利]木质素改性重金属钝化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种木质素改性重金属钝化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：(11)将一定量的木质素溶于水中配成溶液，并调节溶液至酸性；(2)按一定比例依次加入氯化亚铁和双氧水，加热反应一段时间后静置；(3)调整溶液至碱性，后依次加入一定量的二乙烯三胺和甲醛，搅拌均匀，并加热反应一段时间；(4)反应结束后在搅拌状态下滴加盐酸溶液使产品充分析出，静置、抽滤后得到胺化改性木质素；(5)用水洗去未反应的药剂，后将产物烘干、研磨，即获得木质素胺化改性重金属钝化剂成品。本发明方法工艺简单、生产成本低、性能优异，适用范围广，适应于各类重金属离子污染土壤的钝化修复过程以及含重金属离子废水吸附、混凝处理过程。

技术领域

本发明涉及土壤重金属污染钝化处理技术领域，特别涉及一种利用木质素胺化改性制备重金属钝化剂的制备方法。

背景技术

随着采矿、冶炼、铅蓄电池、皮革、化工等行业不断发展，含重金属的“三废”通过各种途径进入到土壤环境，对土壤造成严重的污染。重金属污染具有污染范围广、持续时间长、污染隐蔽性、无法被生物降解的特点，不仅对农作物的产量和质量产生较大危害，而且通过食物链的传递不断富集，最终在人体内蓄积而危害健康。据2014年环保部、国土资源部发布的全国土壤调查公报指出，在全国范围内所调查的630万平方公里的土壤总污染超标率为16.1％，主要以镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍等无机污染物为主，污染点位数占全部超标点位的82.8％。当前，国内外常用的土壤重金属治理方法主要有物理修复、化学修复和生物修复三种方法。物理修复方法包括客土置换、深耕翻土等，化学修复方法包括钝化修复、土壤淋洗等，生物修复方法包括动物修复、植物提取等。其中，钝化修复重金属污染土壤具有成本低廉、修复周期短、易于实施等特点，能很好地满足目前我国重金属污染土壤修复的条件要求，尤其适用于修复大面积中轻度重金属污染农田土壤。

目前已有的土壤重金属钝化剂可以分为以下两类：(1)无机类，包括石灰、硫酸亚铁、磷酸盐类(羟基磷灰石、磷肥等)、工业副产品类(赤泥、飞灰、白云石残渣等)、粘土矿物类(沸石、凹凸棒石、海泡石、膨润土等)等；(2)有机类，包括有机堆肥、秸秆、城市污泥、畜禽粪便以及合成的螯合型有机质等。其中，有机类钝化剂具有提高土壤肥力且取材方便、经济的优点，在土壤重金属污染修复中具有重要的意义。研究表明，木质素及改性产品对土壤无毒性作用，无二次污染。同时，木质素具有低生物降解性，且降解产生的腐殖质同样具有较强的重金属吸附能力，因此，以木质素为原料合成土壤重金属钝化剂在长效性方面具有独特优势。此外，木质素是制浆造纸废液的主要成分，是制浆造纸工业造成环境污染的主要源头物质之一，将木质素改性制备土壤重金属钝化剂不仅可提高木质素的附加值，还可减少环境的污染，变废为宝。

葛圆圆在公开号CN102784622A、申请号201210248082.2的发明专利中提出了以木质素作为原料制备木质素基二硫代氨基甲酸盐类重金属离子捕捉剂的制备方法，但该捕捉剂制备所需反应温度较高、反应时间较长、步骤较多，效率较低。同时，该捕捉剂制备过程中采用具有较强毒性的二硫化碳作为生产原料不仅对生产工艺提出了较高要求，而且会对生产人员、周边环境造成危害与风险。赵涛、潘虹在公开号CN103408767A、申请号201310317674.X的发明专利中提出以碱木质素和环氧氯丙烷为原料在一定条件下合成环氧木质素，并将此环氧木质素衍生物与多胺化合物反应制备胺化木质素的制备方法。但该制备方法未能将木质素的改性位点充分暴露、改性效率较低，且改性剂仅采用二胺类化合物，对重金属的结合位点较少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种木质素改性重金属钝化剂的制备方法，以造纸废液中的木质素为主要成分，不仅为工业废弃物的综合利用开拓的新途径，并能大大降低重金属污染土壤治理成本。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明木质素改性重金属钝化剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步，称取一定量的木质素加入水中配成质量浓度为2-10％的木质素溶液，搅拌0.5小时后调节溶液pH值为3.5，