[发明专利]用于水体和土壤中重金属移除的可漂浮磁性中空材料的制备与应用

说明书

本发明公开一种用于水体和土壤中重金属移除的可漂浮磁性中空材料的制备及应用。本发明利用香蕉等芭蕉科干枯叶、玉米干枯叶、谷壳等农作废弃物结合海藻酸盐制备含有纳米四氧化三铁和纳米氯化亚铁的可漂浮磁性中空材料，并应用于水体和土壤中重金属移除，不仅开拓了农作物废弃物的资源化利用，为农民增收开辟新途径，同时制得的纳米氯化亚铁和纳米四氧化三铁及优质的多孔生物炭材料具有高效的吸附重金属能力，且通过带有磁性和漂浮于水面上便于回收，从而移除水体和土壤中重金属；本发明材料应用范围广泛，可用于城市或工业污水、河流、池塘、湖泊等重金属污染的水体修复，也可用于水稻田、水生蔬菜田、绿化植物田等重金属污染的土壤修复。

技术领域

本发明涉及一种用于水体和土壤中重金属移除的可漂浮磁性中空材料的制备方法及应用，具体涉及纳米金属材料及高效生物炭吸附剂的制备方法，并应用于水体和土壤中的重金属的移除治理，属于纳米材料和环境保护技术领域。

背景技术

近年来，我国重金属污染河流、湖泊、耕地等事件频发，严重危害生态环境，导致作物严重减产，同时，重金属含量超标的粮食流入市场更是严重威胁人们健康！由于现代工业是发展，煤碳、矿物油的燃烧以及大量废旧电子产品废弃物的堆置等导致大量重金属通过各种形式进入水体中，污染的水体流经之处，大部分重金属停留在土壤和河流底泥中。当环境状况发生特定变化时，底质中的重金属形态将发生转化并释放造成水污染。据不完全统计，目前全国各大江河湖库的底质重金属污染率高达80％，受污染的耕地已达1000万hm²，约占耕地总面积20％以上，其中镉污染的耕地涉及11个省份和25个地区。每年因为重金属污染造成的经济损失达200亿元，其中每年受重金属污染的粮食达1200万t。

重金属具有难降解、易富积、毒性大等特点，对作物的生长、产量和品质都有非常大的危害，尤其是它易被作物吸收进入食物链，然而我国环境修复市场面临着资金保障制度不健全、市场环境不利、修复技术不成熟等问题。因此水体和土壤重金属污染的修复新产品、新技术的研发已经到了刻不容缓的关键时期。针对水体和土壤重金属污染治理的艰巨性，如何运用新材料将水体和土壤重金属移除，可以说是一条简便快速易行的新路子。目前土壤修复的方法主要包括：客土法、换土法、蒸汽提取、固定化法、淋滤法、生物修复法等，但是这些方法都不能从根源上去除土壤中的重金属。

目前为止，中国作为一个农业大国，香蕉种植面积巨大，其中香蕉种植面积已超过500万亩，年产量已达1000万吨，产生的香蕉叶的数量也是巨大的，并且每年都在扩大种植面积。中国玉米的种植面积已经达到4500万亩，而中国是水稻播种面积居世界第二，已达4.5亿亩了！以上这些农作物收成后通常把大量的香蕉叶、玉米叶、谷壳等农作物废弃我进行堆积、焚烧等传统办法进行处理，造成严重的环境问题的同时也导致大量资源流失，没有给农民带了效益。如今利用过剩香蕉叶应用于农田等环境处理重金属污染的报道尚未发现。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种用于水体和土壤中重金属移除的可漂浮磁性中空材料的制备方法。本发明的目的是针对应用于水体或土壤中传统处理重金属的办法无法从根源上移除重金属的缺陷，提供一种用于水体和土壤重金属移除的可漂浮磁性中空材料，施用于被重金属污染的水体或土壤中，经过充分的混合、吸附，本发明材料将水体或土壤中重金属吸附在材料表面和内部，本发明材料可以上浮于水面，利用其带有的磁性和漂浮性能使用筛网回收处理，从而把水体或土壤中重金属移除的作用。

本发明的另一目的在于提供通过上述制备方法制备得到的用于水体和土壤中重金属移除的可漂浮磁性中空材料。

本发明的再一目的在于提供上述用于水体和土壤中重金属移除的可漂浮磁性中空材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种用于水体和土壤中重金属移除的可漂浮磁性中空材料的制备方法，包括如下步骤：

(a)将一定量的海藻酸盐充分搅拌溶解于水中；