[发明专利]一种面源污染吸附剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种面源污染吸附剂及其制备方法与应用，涉及重金属污染治理技术领域。本发明的面源污染吸附剂，包括以下制备原料：氮化碳100份、钙盐4份～7份、磷酸盐3份～5份、铁盐15份～20份、亚铁盐5份～10份、氧化石墨烯1份～5份；所述氧化石墨烯的氧含量为25％～30％。本发明通过钙盐和磷酸盐，从而制得了羟基磷灰石；而通过羟基磷灰石和氮化碳的搭配，提高氮化碳材料的吸附效果。通过铁盐和亚铁盐，最终形成四氧化三铁粒子，四氧化三铁粒子具有磁性，在面源污染吸附剂处理完成后，能够将吸附剂有效的分离，从而实现将重金属元素从面源污染土壤中分离，实现了对重金属元素的有效分离和回收。

技术领域

本发明属于面源污染治理技术领域，具体涉及一种面源污染吸附剂及其制备方法与应用。

背景技术

面源污染又称非点源污染，面源污染溶解的以及固体的污染物从非特定的地点，在降水(或融雪)冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体(包括河流、湖泊、水库和海湾等)并引起水体富营养化或其他形式的污染。相对点源污染而言，面源污染主要由地表的土壤泥沙颗粒、氮磷等营养物质、农药等有害物质、秸秆农膜等固体废弃物、畜禽养殖粪便污水、水产养殖饵料药物、农村生活污水垃圾、各种大气颗粒物沉降等，通过地表径流、土壤侵蚀、农田排水等形式进入水体环境所造成，具有分散性、隐蔽性、随机性、潜伏性、累积性和模糊性等特点，因此不易监测、难以量化，研究和防控的难度大。

在面源污染土壤修复治理方面，吸附法被认为是一种有效的方法，常用的吸附剂一般为活性炭、生物吸附剂等。活性炭是最早、也是应用最广的吸附剂，但其最大的缺点是吸附效果较差、使用寿命短。生物吸附剂则容量较为固定、选择性高，所以应用范围被限制在低浓度、单组分的面源污染土壤的处理中。

综上所述，需要开发一种面源污染吸附剂，其能实现对面源污染土壤中重金属元素的有效吸附。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供了一种面源污染吸附剂，其能实现对面源土壤中重金属元素的有效吸附。

本发明还提供了上述面源污染吸附剂的制备方法。

本发明还提供了上述面源污染吸附剂在重金属污染土壤修复中的应用。

具体如下：本发明第一方面提供了一种面源污染吸附剂，包括以下重量份数的制备原料：

氮化碳100份、钙盐4份～7份、磷酸盐3份～5份、铁盐15份～20份、亚铁盐5份～10份、氧化石墨烯1份～5份；

所述氧化石墨烯的氧含量为25％～30％。

根据本发明的面源污染吸附剂技术方案中的至少一个技术方案，至少具备如下有益效果：

本发明通过控制钙盐和磷酸盐的比例，从而制得了羟基磷灰石；而通过羟基磷灰石和氮化碳的搭配，利用羟基磷灰石来控制氮化碳自身之间的吸附和团聚，从而提高氮化碳材料的吸附效果。

通过控制铁盐和亚铁盐的比例，最终形成四氧化三铁粒子，四氧化三铁粒子具有磁性，在面源污染吸附剂处理完成后，能够将吸附剂有效的分离，从而实现将重金属元素从面源污染土壤中分离，实现了对重金属元素的有效分离和回收。

氧化石墨烯本身具有含氧官能团，亲水性相对较好，在使用过程中能够使吸附剂与重金属元素充分接触，从而进一步提升面源污染吸附剂的吸附效果。

氧化石墨烯中氧含量过高或过低均会对吸附效果产生一定的影响，氧含量过低，则会影响到氧化石墨烯的亲水性，从而影响吸附效果；氧含量过高，则对氧化石墨烯中碳环的影响较大，会破坏氧化石墨烯中共轭结构，从而影响到其与重金属元素之间的吸附作用，最终导致吸附效果较差。

根据本发明的一些实施方式，所述氮化碳的片径为1μm～10μm。