[发明专利]用于重金属污染控制与生态修复的修复剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种用于重金属污染控制与生态修复的修复剂，由以下质量份的原料制成：甲苯‑2,4‑二异氰酸酯20～70份、聚丙二醇10～50份、二羟甲基丙酸10～15份、三乙胺5～15份、醋酸乙烯酯40～80份、马来酸二丁酯5～25份、丙烯酸1～8份、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸5～8份和引发剂0.05～3份；其中，所述引发剂选用过硫酸钾、过硫酸铵或双氧水中的任一种。本发明还提供了上述用于重金属污染控制与生态修复的修复剂的制备方法。本发明提供的修复剂能够有效缓解尾矿库区中重金属对周围水体环境造成危害的严峻态势。

技术领域

本发明涉及荒漠化生态修复领域，尤其涉及一种用于重金属污染控制与生态修复的修复剂及其制备方法。

背景技术

由于前期的过度开采，目前，中国尾矿的堆积量已超过150亿吨。秦岭山脉是著名的矿产之乡，尾矿堆积量高达1.5亿吨，由于尾矿颗粒极细，且颗粒之间缺乏粘性，每逢干燥刮风季节，尾矿库区就会粉尘漫天飞扬，对周边大气环境产生严重的污染，进而影响附近居民的日常生活。同时，尾矿中还含有大量重金属离子，如Pb、Hg、Cd等，这些有毒有害重金属离子会通过环境迁移进入到土壤与水体，在动、植物以及人体中持续富集，影响植物的生长、动物的生存。

目前，针对尾矿库区污染控制的治理方法大多比较单一，其中化学吸附法以其操作方便、成本低廉、去除效果好且周期短等优点而被广泛研究和应用，但这一方法不能有效实现尾矿库区的生态修复。单一栽种植物是目前尾矿库区污染治理与生态修复中最普遍的技术，具有经济、持久、环保的特点，并且植物能够吸收尾矿颗粒中的重金属离子。但是，由于强烈的风蚀作用，单一的栽种植物存在着发芽率极低和固定重金属离子效果不明显等问题，使得植物栽种技术在尾矿库的治理方面受到严重的限制。因此，研究具有两者兼具功能的材料是一个亟待解决的科学问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于重金属污染控制与生态修复的修复剂，还提供了该修复剂的制备方法。

本发明提供一种用于重金属污染控制与生态修复的修复剂，由以下质量份的原料制成：甲苯-2,4-二异氰酸酯20～70份、聚丙二醇10～50份、二羟甲基丙酸10～15份、三乙胺5～15份、醋酸乙烯酯40～80份、马来酸二丁酯5～25份、丙烯酸1～8份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸5～8份和引发剂0.05～3份；其中，所述引发剂选用过硫酸钾、过硫酸铵或双氧水中的任一种。

本发明还提供了上述用于重金属污染控制与生态修复的修复剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1，将甲苯-2,4-二异氰酸酯和聚丙二醇进行聚合，得到预聚体；

步骤S2，向所述预聚体中加入二羟甲基丙酸进行反应，降温至35～40℃后逐滴加入三乙胺和去离子水进行高速乳化，即得到乳白色的聚氨酯分散液；

步骤S3，将醋酸乙烯酯、马来酸二丁酯、丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸进行混合，得到混合单体；

步骤S4，将引发剂溶解在去离子水中，得到引发剂溶液；

步骤S5，加热步骤S2制得的聚氨酯分散液，然后加入引发剂溶液和混合单体进行反应，即得到修复剂。

进一步地，步骤S5中，引发剂溶液和混合单体分两批加入，具体过程为：聚氨酯分散液升温后，先加入一部分引发剂溶液进行乳化，得到混合溶液，然后向混合溶液中加入一部分混合单体，反应一段时间后，缓慢滴加剩余的引发剂溶液和混合单体，滴加完成后加热并保温，即得到修复剂；通过分批滴加的方式，能够提高修复剂的效果。

进一步地，将聚氨酯分散液加热升温至55～65℃后加入一部分引发剂溶液反应30～60min，之后继续加热升温至70～80℃，得到混合溶液。

进一步地，先加入的引发剂溶液占引发剂溶液总质量的1/5～1/3。