[发明专利]用于砷污染土壤修复的改性生物炭及其制备方法与应用

说明书

本发明“用于含砷污染土壤修复的改性生物炭、制备方法及应用”，属于土壤修复技术领域。所述改性生物炭的制备方法包括如下步骤：(1)酸改性：常温下将生物炭与自来水配制成浆体A，添加硫酸和盐酸进行酸改性；(2)联合改性：将酸改性所得产物洗去残留的酸后，配制成浆体B，加入铁盐，双氧水、聚丙烯酰胺，进行充分搅拌反应。本发明的改性生物炭在砷污染土壤修复过程中添加量少，对土壤亲和力强，砷污染降解效果更好，并且无二次污染。

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种用于含砷污染土壤修复的改性生物炭、制 备方法及应用。

背景技术

目前含砷固废用的较多的还是固化稳定化修复技术，该技术通过向土壤中添加固化稳定 化药剂来改变重金属在土壤中的存在形态，降低重金属的可迁移性及生物有效性，是一类行 之有效的土壤修复技术。该类技术的关键是寻找和制备廉价、高效的修复材料。近年来，生 物炭作为一类新型环境功能材料引起广泛关注，其在土壤改良、温室气体减排以及受污染环 境修复方面都展现出应用潜力，为解决粮食危机、全球气候变化等环境问题，提供了新的思 路，目前，生物碳在重金属土壤修复已得到应用。生物炭制备过程中，由于原材料本身特点 及热解过程中所产生的一些副产物，导致传统高温热解所得到的生物炭的比表面积较小，孔 隙结构及表面官能团的数目和种类较少，且由于生物炭表面主要是带有负电荷的官能团，对 阴离子的吸附效果较差。因此直接生产的生物碳在应用于土壤修复过程中具有用量较大、成 本偏高、比重低、容易流失的不足。为解决传统热解所得生物炭存在的问题,同时进一步强 化其功能,需要采用改性方法活化生物炭表面性质，使其性质得到较好的改善。目前，常用 的改性方法有物理、化学及生物改性法，但对生物炭改性效果及其在砷污染土壤修复方面的 效果都不能满足实际需求。

发明内容

针对现有技术的不足及砷污染土壤修复的需求，本发明的目的在于提供一种用于含砷污 染土壤修复的改性生物炭、制备方法及其应用。

本发明的技术方案如下：

用于砷污染土壤修复的改性生物炭的制备方法，其特征在于，包括：

(1)酸改性：常温下将生物炭与自来水配制成浆体A，添加硫酸和盐酸进行酸改性；

(2)联合改性：将上一步酸改性所得产物洗去残留的酸后，配制成浆体B，加入铁盐， 双氧水、聚丙烯酰胺，进行充分搅拌反应。

所述改性生物炭的制备方法还包括：对所述步骤(1)酸改性得到的产物进行水洗后再进 行步骤(2)；

优选地，所述水洗指：将步骤(1)酸改性得到的生物炭浆体过滤，用清水洗涤至pH值 为7，过滤待用。

所述改性生物炭的制备方法，还包括：干燥：将步骤(2)得到的产物过滤干燥得到所述 改性生物炭。

步骤(1)酸改性中浆体A的质量浓度为5～15％；硫酸和盐酸的浓度均为0.5～2mol/L， 体积比为1：1。

步骤(1)酸改性中硫酸和盐酸的加入量按质量比为生物炭质量的1～10％，酸改性时间 为1～5小时；

优选地，步骤(2)中的浆体B的质量浓度为10％。

步骤(2)中铁盐的加入量为生物炭质量的3～10％，双氧水的加入量为生物炭质量的2～ 20％，所述聚丙烯酰胺的加入量为生物炭质量的0.05～0.5％；

所述步骤(2)中联合改性的温度为20～50℃，反应时间为1～3小时。

所述铁盐为氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁中的一种或者几种的混合物。

用于砷污染土壤修复的改性生物炭，其采用所述的制备方法制备得到。

所述的制备方法制备得到的改性生物炭，和/或，所述的改性生物炭在砷污染土壤修复 中的应用。