[发明专利]一种铁基生物炭催化剂及污染土壤的氧化修复方法

说明书

本发明涉及一种铁基生物炭催化剂及污染土壤的氧化修复方法，铁基生物炭催化剂的制备方法包括以下步骤：1)将花生壳粉末加入至可溶性铁盐溶液中，并进行搅拌，之后过滤并干燥，得到干燥样品；2)将干燥样品进行高温煅烧，得到Fe₃O₄@生物炭催化剂；氧化修复方法为：以Fe₃O₄@生物炭为催化剂，以ClO₂为氧化剂，对工业场地多环芳烃污染土壤进行氧化修复。与现有技术相比，本发明制备出一种Fe₃O₄@生物炭催化剂，并基于该催化剂构建Fe₃O₄@生物炭/ClO₂土壤多环芳烃催化氧化新体系，实现工业场地多环芳烃污染土壤的氧化修复，能够避免现有高级氧化体系的一些限制性因素，并克服工业场地土壤多环芳烃有效性差的困难，高效氧化工业场地多环芳烃，且对土壤无二次污染。

技术领域

本发明属于工业场地有机污染土壤修复技术领域，涉及一种铁基生物炭催化剂及污染土壤的氧化修复方法，尤其涉及一种Fe₃O₄/生物炭协同催化二氧化氯(ClO₂)氧化工业场地多环芳烃污染土壤的氧化修复方法。

背景技术

工业场地污染土壤由于浓度高、成分复杂、老化周期长、临近住宅区等特点，已对周边民众身体健康和生存环境构成严重威胁。多环芳烃是工业场地土壤中来源最多、分布最广的一类优先控制有机污染物，多数工业场地土壤中多环芳烃浓度已远超污染控制标准值，并且由于多环芳烃强疏水性，其与土壤有机质和土壤矿物结合紧密，导致有效性差而难以去除。目前，多环芳烃污染土壤修复技术主要有热脱附、固定/稳定化、化学淋洗、高级氧化、植物修复、微生物修复等。与其他修复技术相比，高级氧化法(AOPs)具有操作简单、能效高、反应快速、能无选择性氧化降解有机污染物等优点，已成为工业场地多环芳烃污染土壤修复技术的研究热点之一。

通常，用于多环芳烃污染土壤修复的AOPs主要有Fenton氧化、活化过硫酸盐氧化、O₃氧化和TiO₂光催化氧化体系等。其中，Fenton是研究较早的AOPs氧化体系，它由Fe²⁺与H₂O₂反应生成^●OH强氧化剂，能有效降低土壤中多环芳烃浓度，但为了维持Fe²⁺的活性以及^●OH的稳定生成，需调节土壤pH至2.8～3.0。过硫酸盐体系通常在活化作用下生成^●OH和SO₄^●-等自由基氧化剂，能高效氧化土壤多环芳烃，但过硫酸盐体系氧化过程中会生成硫酸盐，修复场地中大量存在易腐蚀管道，还会引发二次污染。O₃和TiO₂光催化氧化体系也能产生氧化自由基，实现对有机污染物的降解，但O₃通常以气体形式注入，只适用于孔隙大、渗透性好的土壤，且受土壤湿度影响大，而TiO₂体系则需要在紫外光照射下进行，氧化反应通常也只发生在表层土壤。因此，针对现有AOPs氧化体系存在的一些不利因素，有待于探求绿色高效的新型氧化体系。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新型、绿色、高效的铁基生物炭催化剂及工业场地多环芳烃污染土壤的氧化修复方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种铁基生物炭催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)将花生壳粉末加入至可溶性铁盐溶液中，并进行搅拌，之后过滤并干燥，得到干燥样品；

2)将干燥样品进行高温煅烧，得到Fe₃O₄@生物炭催化剂。