[发明专利]一种修复重金属污染土壤的复合材料的制备方法及产品

说明书

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，尤其是涉及一种修复重金属污染土壤的复合材料的制备方法及产品。

背景技术

随着工业化和城市化的飞速发展，土壤重金属污染已成引起了人类的高度重视。我国大部分耕地受Cd、As、Pb、Hg、Zn等重金属污染十分严重。它不但对生态环境产生危害，影响生物生长和发育，而且还可以通过食物链进入人体，危害到人类的生存和健康。镉米、砷毒、血铅等重金属污染危害近年来常见诸报道,“水俣病”和“骨痛病”被查明分别由重金属Hg和Cd污染引起，重金属污染问题引起了世界各国的普遍关注。

关于土壤重金属Cd污染修复方法有很多种，大体包括物理修复法、化学修复法及生物修复法。化学修复法中的钝化修复具有原位、简单、易操作等优点。但一直以来始终没有找到良好的土壤重金属钝化修复化学材料。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种修复重金属Cd污染土壤的复合材料的制备方法及产品，以提供一种具有广普性、能够高效修复土壤重金属污染的复合材料。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种修复重金属污染土壤的复合材料的制备方法，DTPA插层水滑石的合成步骤为：

(1)将MgCl2·6H2O及AlCl3·6H2O溶于水中，搅拌得到混合物；

(2)向混合物中加入氨水，充分搅拌后静置一段时间；

(3)向静置后的体系中加入二乙基三胺五乙酸，搅拌，老化；

(4)将(3)步得到的样品冷冻干燥，得到DTPA插层水滑石纳米级颗粒。

步骤(1)中水为去离子水，MgCl2·6H2O与去离子水的重量比为1:30-40，AlCl3·6H2O与去离子水的重量比为1:15-20，在500-1000转/分的条件下搅拌5-10min。

步骤(2)中氨水与步骤(1)步中去离子水的重量比为1:20-40，在200-700转/分的条件下搅拌1-5min后，静置10-20min。

步骤(3)中二乙基三胺五乙酸与步骤(1)步中去离子水的重量比为1:20-25，在500-1000转/分条件下搅拌15-20min，老化60-80min。

步骤(4)中将(3)步得到的样品在(-50℃)-(-60℃)条件下冷冻干燥20-25h得到DTPA插层水滑石纳米级颗粒。

将巯基修饰海泡石、氨基修饰凹凸棒粘土及权利要求1-5任一项所述的DTPA插层水滑石混合。

巯基修饰海泡石、氨基修饰凹凸棒粘土及DTPA插层水滑石的重量比为(2-4)：(2-3)：1。

所述巯基修饰海泡石的合成步骤为:

(1)将天然海泡石分散于去离子水中，天然海泡石与去离子水的重量比为1:5，在1000转/分的条件下搅拌7min，形成海泡石悬浊液；

(2)将海泡石悬浊液置于分散机上，在10000转/分的条件下搅拌23min，形成海泡石胶体；

(3)在8000转/分的搅拌条件下向海泡石胶体中加入巯丙基三甲氧基硅烷，步骤(1)中天然海泡石与巯丙基三甲氧基硅烷的重量比为330:29，搅拌5min后，将搅拌速度调整为10000转/分，继续搅拌12min，形成海泡石凝胶体；

(4)将海泡石凝胶体在70℃条件下恒温静置40h，从海泡石凝胶体中取出胶体海泡石，在65℃条件下烘干，研磨后得到巯基修饰海泡石。

所述氨基修饰凹凸棒粘土的合成步骤为：

(1)将凹凸棒粘土分散于浓度为2％的十六烷基三甲基溴化铵的水溶液中，凹凸棒粘土与十六烷基三甲基溴化铵的重量比1:3，形成凹凸棒粘土悬浊液；

(2)将凹凸棒粘土悬浊液静置24h后，置于分散机上，以1700转/分的速度搅拌12min，得到凹凸棒粘土胶体；

(3)在1000转/分的条件下，向凹凸棒粘土凝胶中加入氨丙基三乙氧基硅烷，步骤(1)中凹凸棒粘土与氨丙基三乙氧基硅烷的重量比为330:21，继续在1500-2000转/分的条件下搅拌15min，形成凹凸棒粘土凝胶体；

(4)将凹凸棒粘土凝胶体在30℃条件下自然风干即可，研磨，得到氨基修饰凹凸棒粘土颗粒。

相对于现有技术，本发明所述的一种修复重金属污染土壤的复合材料具有以下优势：