[发明专利]一种硫基改性稻壳炭、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种硫基改性稻壳炭、制备方法及其应用，该硫基改性稻壳炭是以稻壳炭为载体，通过其表面载硫改性而制得。本发明的改性稻壳炭修复材料可充分利用粮食加工过程中所生成的大量稻壳制得，原材料来源丰富、成本低廉、富含钾、钙、镁、硅等组分，且稻壳炭的结构极为稳定，通过负载硫化物，大大提高吸附固定镉的容量与强度，从而高效钝化土壤中有效镉，降低土壤镉的生物有效性。

技术领域

本发明涉及一种硫基改性稻壳炭、制备方法及其应用，属于重金属污染土壤修复技术领域。

背景技术

据不完全统计，每年全世界由人为因素向环境中释放的重金属镉约3万吨，其中进入土壤中的镉占82％～94％。最新的土壤污染状况显示，镉含量在全国范围内普遍增加，在西南地区和沿海地区增幅超过50％，在华北、东北和西部地区增加10～40％，土壤的镉污染导致农作物的产量和质量受到影响，已威胁到人类的安全。

近年来，生物炭作为一种新兴的吸附材料，因其原材料丰富、价格低廉以及优良的结构特性，成为当前环境治理修复研究的热点。大量研究表明，生物炭较大的比表面积、孔隙度和丰富的表面含氧官能团，使其作为土壤修复剂具有可行性(戴静、刘阳生，2013)，尤其对土壤重金属的吸附固定，降低土壤重金属的生物有效性等方面具有良好的应用前景(袁金华、徐仁扣，2011)。

生物炭在水污染治理中已得到较广泛的应用，但在土壤重金属修复中的应用研究大多仍处于试验室研究阶段，大规模的生产实践性应用还未普及，其原因之一是生物炭对重金属污染土壤的修复受到其原

材料种类和性质、土壤污染种类、污染程度以及土壤性质等多因素影响，所表现出的吸附固定重金属的性能差异性很大，对其应用存有一定风险性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种硫基改性稻壳炭、制备方法及其应用，为酸性镉污染土壤修复提供一种高钝化容量和固定强度、低施用量和施加成本的原位修复酸性镉污染土壤的环境修复材料。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种硫基改性稻壳炭的制备方法，包括如下步骤：

S1、以稻壳为原料，制备原始稻壳炭；

S2、将步骤S1中获得的原始稻壳炭按固液比为1:2-3的比例加入到质量浓度为0.3％-0.5％的烷基硫酸盐溶液中，润湿，过滤，获得已润湿的稻壳炭；

S3、将步骤S2中已润湿的稻壳炭加入到含硫化合物的5％～40％中，浸渍3-24h，固液分离，获得负载硫离子的稻壳炭；

其中，每1.5-3mL含硫化合物的饱和溶液中加入1g已润湿的稻壳炭；

S4、将步骤S3中获得的负载硫离子的稻壳炭烘干，获得硫基改性稻壳炭。

进一步地，步骤S1中，原始稻壳炭的制备方法包括如下步骤：将作为原料的稻壳用去离子水清洗干净，然后于60～80℃下烘干，将烘干后的稻壳于350～450℃条件下炭化，冷却至室温，获得原始稻壳炭。

进一步地，步骤S2中，在将原始稻壳炭加入到烷基硫酸盐(如十二烷基硫酸钠)溶液中之前，还包括对原始稻壳炭进行粉碎的步骤，如此，可提升产品质量。

优选地，步骤S2中，固液比为1:3。

进一步地，步骤S3中，所述含硫化合物包括多硫化钙或石硫合剂中的一种或两种。

进一步地，步骤S4中，烘干过程的温度为60-70℃。

一种硫基改性稻壳炭，由如上所述的制备方法制成。

如上所述的制备方法制备而成的硫基改性稻壳炭或者如上所述的硫基改性稻壳炭在酸性重金属污染土壤修改中的应用。