[发明专利]一种修复重金属污染土壤的复合生物质改良剂的制备方法

说明书

一种修复重金属污染土壤的复合生物质改良剂的制备方法，所述方法以农业废弃物为原料，经水洗、烘干、粉碎、筛分后，先经碱溶液浸泡，浸泡结束后用稀酸或水洗涤至中性；然后经臭氧/双氧水/高锰酸钾等氧化剂氧化，再以磷酸盐或磷酸酯类为交联剂，以蒸馏水为分散剂，进行磷酸化加成反应；待磷酸化加成反应完全后过滤。采用溶液共混法将磷酸化生物质与钙盐复合，加热搅拌至反应完全后，过滤分离出固体材料，并经氯化钠溶液和去离子水冲洗至中性后烘干，制备得到复合生物质改良剂。该发明具有制备方法简单、成本低、无二次污染等特点，同时解决了农业废弃物堆存和农田重金属污染两大问题。

技术领域

本发明涉及一种修复重金属污染土壤的复合生物质改良剂的制备方法，用于解决土壤重金属污染问题，属于材料制备、环境工程领域。

背景技术

随着工农业迅猛发展，重金属污染问题日益严峻，我国受重金属污染耕地面积达1/5，重金属污染对生态环境和人类健康造成严重威胁。对于土壤重金属污染治理技术较多，其中以低成本、二次污染小的生物质改良剂为重金属钝化材料的原位修复技术受到广泛关注。国内外研究人员利用种类繁多的农林废弃物制备生物质改良剂用于重金属处理。公开号CN101837282公开了一种吸附重金属离子的生物吸附剂及其制备方法和应用，该方法用天然柿子粉为原料，在酸性条件下与丙酮交联缩合制备重金属改良剂。Shibi等以Fenton’s试剂引发，先用丙烯晴对香蕉杆进行接枝反应，再用乙二胺进行胺化和丁二酸回流处理制备重金属改良剂。柿子粉、香蕉杆等农林废弃物主要化学成分除纤维素、木质素、半纤维素、淀粉和果胶外，还含有生物碱、氨基酸、单宁和酮类等物质，这些成分都有一定的活性，可以对重金属有吸附能力。但秸秆类农业废弃物缺少生物碱、氨基酸、单宁和酮类等活性成分，而且纤维素、半纤维素和木质素间的物理化学作用限制了重金属的吸附，但其生物量巨大，亟需开发有效工艺措施提高秸秆类农业废弃物的重金属吸附性能。再者，生物质改良剂在应用过程中易降解，化学稳定性差，出现重金属固定能力随之减弱，亟需采取措施予以解决。

发明内容

针对以农业废弃物为原料的生物质改良剂在应用过程中存在的缺点和不足，为了提高生物质对重金属吸附性能，并进一步与无机材料复合，引入稳定结构的增强体，整合两种材料的性能，增强生物质化学稳定性的同时发挥协同吸附效应，本发明提供一种修复重金属污染土壤的复合生物质改良剂的制备方法。

本发明的具体技术方案，一种修复重金属污染土壤的复合生物质改良剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）取稻秸、玉米杆和稻壳等农业废弃物，用蒸馏水冲洗干净，烘干至恒重，采用振动粉碎机粉碎备用；

（2）将上述备用的农业废弃物，用碱溶液浸泡，温度为20-100℃，反应时间为0.1h-3h，浸泡结束后用稀酸或水洗涤至中性；

（3）将洗涤至中性的生物质，经氧化剂氧化，再以磷酸盐或磷酸酯类为交联剂，以蒸馏水为分散剂，进行磷酸化加成反应；

（4）待磷酸化加成反应完全后过滤；采用溶液共混法将磷酸化生物质与钙盐复合，整个反应体系的温度为20-100℃，反应时间为0.1h-48h，加热搅拌至反应完全；

（5）过滤分离出固体材料，并经氯化钠溶液和去离子水冲洗至中性后烘干，制备得到复合生物质改良剂。

所述农业废弃物包括水稻秸秆、稻壳、玉米杆、小麦秸秆和稻壳炭。

所述碱溶液为氢氧化钠溶液、生石灰悬浮液。

所述碱溶液浸泡的温度为20-100℃，浸泡时间为0.1h-3h。

所述氧化剂为臭氧、双氧水或高锰酸钾。

所述磷酸盐或磷酸酯类物质包括磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸或二烷基磷酸。