[发明专利]改性纳米氯磷灰石及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性纳米氯磷灰石及其制备方法，该改性纳米氯磷灰石由纳米氯磷灰石和鼠李糖脂组成；鼠李糖脂修饰于纳米氯磷灰石表面；纳米氯磷灰石与鼠李糖脂的质量比为19.9277～47∶1。其制备方法是将CaCl₂溶液逐滴加入到鼠李糖脂溶液中，搅拌，在所得混合溶液中逐滴加入Na₃PO₄溶液，搅拌，得到改性纳米氯磷灰石。本发明的改性纳米氯磷灰石具有粒径小、成本低、分散性能好、稳定性高、环境友好、无毒害等优点，不仅能够更加高效地钝化底泥重金属铅，同时也能在一定程度上降低因施用含磷材料所带来的水体富营养化风险，促进了磷灰石材料在实际场地修复中的应用，适合大规模使用。

技术领域

本发明属于污染底泥中重金属的物理化学处理领域，涉及一种环境友好型改性纳米材料及其制备方法，具体涉及一种改性纳米氯磷灰石及其制备方法。

背景技术

目前，我国的重金属污染问题日益严重，直接威胁到人类的健康与生存。重金属污染主要来自采矿业、冶金、表面处理以及重工业等。治理重金属污染底泥的方法很多，但最近研究比较集中，发展也较迅速的治理措施主要是生物修复技术和化学稳定技术。化学稳定技术，即向重金属污染底泥中添加一些活性物质，如石灰，沸石，磷酸盐，有机物料等，这些物质能调节和改变重金属的赋存形态，降低其在环境中的生物可利用性，从而减少这些重金属元素对动植物的毒害，达到修复的目的。

磷酸盐类化合物是一种常用的修复铅污染底泥的物质，它能够将底泥中的重金属铅转化成铅-磷酸盐沉淀，从而钝化重金属铅，降低其生物毒性。氯磷灰石作为磷灰石族矿物，能够在一定程度上钝化污染底泥中的重金属铅，但因其溶解性小，颗粒大，在底泥中难迁移，且磷酸盐材料在修复底泥重金属铅的过程中因磷的流失容易造成水体富营养化，这是无法避免的，因此在实际应用中受到了一定的限制。另外，虽然纳米氯磷灰石材料尺寸小，迁移性能好，同时具有较大的比表面积，但其在溶液中极易碰撞团聚成大颗粒从而沉降，因而对重金属的修复效果差，且同样不能够避免水体富营养化的风险。因此研究出一种既能有效稳定底泥中重金属，同时又能在稳定底泥重金属的过程中减少水体富营养化风险的改性纳米氯磷灰石，对于最大限度的减少污染物及处理材料本身对环境造成的危害具有非常重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种粒径小、稳定效率高、成本低，能够降低水体富营养化风险的环境友好型的改性纳米氯磷灰石，同时还提供了一种与该材料相配套的、成本低廉且操作简单的改性纳米氯磷灰石的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种改性纳米氯磷灰石，所述改性纳米氯磷灰石由纳米氯磷灰石和鼠李糖脂组成；所述鼠李糖脂修饰于所述纳米氯磷灰石表面；所述纳米氯磷灰石与鼠李糖脂的质量比为19.9277～47∶1。

上述的改性纳米氯磷灰石中，优选的，所述纳米氯磷灰石与鼠李糖脂的质量比为20～46.498∶1。

上述的改性纳米氯磷灰石中，优选的，所述改性纳米氯磷灰石的粒径为2nm～5nm。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述改性纳米氯磷灰石的制备方法，包括以下步骤：

(1)将CaCl₂溶液逐滴加入到鼠李糖脂溶液中，搅拌，得到混合溶液；

(2)将Na₃PO₄溶液逐滴加入到步骤(1)的混合溶液中，搅拌，得到改性纳米氯磷灰石。

上述的制备方法中，优选的，所述CaCl₂溶液与所述Na₃PO₄溶液的体积比为1∶1。