[发明专利]一种具有吸附、降解有机氯污染物的淋洗材料及制备方法

说明书

本发明提供一种具有吸附、降解有机氯污染物的淋洗材料及制备方法，属于有机氯污染物降解技术领域。所述淋洗材料为由零价铁和经酯化、醚化的腐殖酸组成的同时具有吸附、降解有机氯污染物的多功能淋洗材料。本发明以腐殖酸、甘油、有机酸在酸催化剂作用下生成腐殖酸酯；再利用缩水醚和酯化的腐殖酸中的羧基、羟基、氨基等进行交联反应和醚化改性，从而引入疏水的醚基和疏水链。然后将铁离子与醚化的腐殖酸酯中的羟基、羧基配位络合或微、介孔负载，最后将铁离子经还原为零价铁，制备出一种既具有醚化腐殖酸酯的吸附、疏水性又具有零价铁的类Fenton氧化特性，是一种能同时实现吸附、降解以及氯苯类POPs与土壤高效分离和淋洗介质回收利用的超强淋洗材料。

技术领域

本发明属于淋洗材料技术领域，具体为一种具有吸附、降解有机氯污染物的淋洗材料及制备方法。

背景技术

含氯有机污染物在农药、制造业、清洗业、化工生产等行业中被广泛使用，且是一类具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，且能够通过多种环境介质对人体健康和生态环境都具有严重危害的人工合成的持久性有机污染物。氯苯农药污染场地修复是以去污染、复质量、再利用、保安康为目的。对于氯苯类POPs高污染土壤的众多修复技术中，采用异位深度洗涤可打破土壤介质的异质性大、流动性差、传质阻力大、修复材料回收难等桎梏，被认为是一种行之有效的修复方法，也是一种基于环境功能材料的土壤修复技术。

为了提高对POPs的淋洗清除效率，国内外学者开展了相关淋洗材料的多方面研究。主要分为两大类：一类是基于对POPs增溶、卷缩作用的淋洗材料，即化学表面活性剂、生物表面活性剂、有机溶剂、特殊淋洗剂、复配淋洗剂等；另一类是基于对POPs化学形态改变的氧化强化淋洗材料。

然而，异位淋洗技术在氯苯类农药场地高污染土壤修复的运用过程中仍存在技术瓶颈。究其原因，就是由于水和表面活性剂组成的溶解相其传质方向是从土壤到水相，传质动力主要依靠表面活性剂对土壤固定态POPs的卷缩作用解吸，继而以增溶作用促进POPs溶入水相，促使其POPs与土壤的分离，从而实现POPs污染土壤的修复。但是，其淋洗作用受到两方面的限制：一是氯苯类POPs溶解度很小、表面活性剂的增溶作用有限，使得土壤POPs的解吸-溶解平衡的浓度仍然较小，致其单次淋洗的效率低；二是高污染土壤固定态POPs呈多层吸附状态，而处于内层吸附态的POPs经长时间老化作用，土壤以微孔镶嵌作用和以共价键、分子键、电荷转移等化学作用形成结合残留态POPs，这些残留态POPs难于被卷缩作用洗脱清除。虽然有研究报道采用表面活性剂与Fenton氧化结合的强化淋洗可增强对POPs残留态的清除能力。但对高污染土壤而言，其土壤残留量仍较大，且其氧化材料不能回收，易造成土壤的二次污染。总之，淋洗材料功能单一(仅能洗脱)局限，即使经多次洗涤仍难以实现高污染土壤POPs的清除达标，并产生了数十倍乃至数百倍于土壤淋洗液，因其量大且组成复杂，导致后续的“淋洗液净化处理”和“POPs安全化处理”都非常困难。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种具有吸附、降解有机氯污染物的淋洗材料及制备方法。其特点是利用腐殖酸酯的结构与缩水醚的化学反应特性，使经酯化及醚化后的腐殖酸具有疏水性，然后再将金属铁离子负载于醚化腐殖酸酯上，经还原，得到了负载零价铁金属的醚化腐殖酸酯。本发明淋洗材料既具有醚化腐殖酸酯的吸附、疏水性又具有零价铁的类Fenton氧化特性，是一种能同时实现吸附、降解以及氯苯类POPs与土壤高效分离和淋洗介质回收利用的超强淋洗材料。本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种具有吸附、降解有机氯污染物的淋洗材料，所述淋洗材料为由零价铁和经酯化、醚化的腐殖酸组成的同时具有吸附、降解有机氯污染物的多功能淋洗材料。

作为本发明一种具有吸附、降解有机氯污染物的淋洗材料的一个具体实施例，所述淋洗材料为先将Fe²⁺或Fe³⁺负载到经酯化、醚化的腐殖酸上，再经还原的方法制备得到。