[发明专利]一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料及其应用

摘要

本发明公开了一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料及应用。本发明的炭基复合材料以农作物秸秆为原料，通过炭化制备成生物炭，再以一定固液比与铁盐溶液混合，此过程中调节溶液pH值使两者共沉淀，热解形成炭基复合材料。本发明制备的炭基复合材料在砷镉复合污染土壤上应用，结合翻耕、洒水等方法能明显降低有效态砷镉含量，使土壤中砷镉向生物毒性和迁移性较小的方向转化，还能在一定程度上改善土壤理化性质，适于在多种类型土壤上施用。对于水体中砷镉离子也能够有效去除，制备过程操作步骤简单，材料来源广泛，生产成本低廉，环境友好。

主权项

一种用于砷镉污染土壤修复的炭基复合材料，其特征在于，通过以下方法制得，具体操作步骤如下：（1）秸秆生物炭制备 将农作物秸秆切碎成3‑5 cm左右的小段，洗净后自然风干，放入炭化炉中热解，升温速率保持在4‑6℃/min，使得热解终温为３00‑５00℃，热解1~2 h后取出，自然冷却至室温，即制得生物炭原料；（2）铁盐溶液配置 称取一定质量的Fe(NO3)3试剂，加入去离子水完全溶解，配成摩尔浓度为0.4 mol/L的铁盐溶液；（3）共沉淀 将制得的秸秆生物炭过0.4‑0.6 mm筛，以1：（9‑11）的固液比添加到配置好的铁盐溶液中，搅拌均匀，然后逐滴加入5 mol/L的NaOH溶液，滴加速率控制在每秒1‑2滴，此过程中红色沉淀逐渐形成，需不断搅拌，使生成的铁化合物和生物炭充分接触，直至最终pH值稳定在7.00±0.02，室温下静置23‑25h；（4）获得炭基复合材料 将上述反应后的溶液进行抽滤，去除上层清液，放置于敞口容器中，烘箱75‑85℃下烘干，冷却后去除表层的盐析物，用去离子水清洗1—2次，以去除未负载的铁化合物，再在75‑85℃下烘干，研磨过0.4‑0.6 mm筛，所得固体物质即为包含生物炭与水铁矿的炭基复合材料。