一种用于治理铬土壤污染的修复剂的制备方法与流程

本发明属于农业土壤修复，具体为一种用于治理铬土壤污染的修复剂的制备方法。

背景技术：

1、铬酸盐生产、电镀和皮革鞣制等人类活动发展，导致cr被释放到环境中，已在土壤中被广泛检测到，严重影响环境和作物安全。cr被植物吸收并通过食物链富集，会污染水源和动植物，并进一步威胁到人类健康。在中国，土壤中铬的环境质量标准上限为400毫克/千克。全国土壤采样点的铬污染超标率为1.1％，主要来自耕地和工业用地。土壤中的cr主要为cr(ⅲ)和cr(ⅵ)两种价态。cr(ⅲ)常常以铬离子(cr3+)或氢氧化物的形式存在，可以有效吸附固定于土壤组分中，不易发生迁移，并且其本身溶解性也较小，能够在自然环境下稳定存在不造成污染。而cr(ⅵ)则常与氧结合生成铬酸根离子(cro42-)或重铬酸根(cr2o72-),以游离态阴离子的形式存在，难以被土壤中的胶体成分吸附相较于cr(ⅲ)其氧化性和迁移性也更强，cr(ⅵ)本身毒性要远大于cr(ⅲ)。因此，土壤铬污染主要源自于六价态的cr(ⅵ)。

2、当前对重金属cr的去除涉及物理、化学、生物、电场等多领域和方向，通过暂时控制(表面覆盖、封装和填埋)、固定(固化、螯合)和提取(植物提取、电驱动、土壤淋洗和吸附)等方式修复土壤cr污染。在修复方法中，化学稳定技术是修复轻度至中度cr(ⅵ)污染土壤有效且经济的技术；表面封盖、封装和填埋是可行的技术，可以修复面积较小、浓度较高的污染场地；植物修复可用于修复浅层、污染程度较低的大面积cr(ⅵ)污染场地。其中，化学稳定技术具有成本低、效果好的优点，是当前比较主流土壤污染处理方法。但是常规吸附剂存在吸附率不高，在使用过后cr(ⅵ)残留浓度大等缺陷。

3、水滑石(ldh)是一种具有层状结构的阴离子插层化合物，具有大的阴离子交换量。当ldh加入到铬污染土壤中，以游离态阴离子形式存在的cr(ⅵ)会被吸附到ldh层间，从而被固定和富集，以达到降低污染程度的目的。发明专利cn202310511009.8公开了一种柔性水滑石土壤修复吸附包，通过将水滑石粉体包裹于亲水性纤维膜内部，避免粉体二次污染。cn202211315815.x公开了一种镁钙铝水滑石和腐殖土混合矿化材料，用于轻度镉污染土壤的治理，可降低水稻对镉的吸收，并提升土壤肥力。

4、但是这些水滑石基重金属离子去除剂，均通过同晶取代和例子交换机制进行重金属离子的吸附，容量有限。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种用于治理铬土壤污染的修复剂的制备方法。

2、本发明采用的技术方案如下：一种用于治理铬土壤污染的修复剂的制备方法，所述包括以下步骤：

3、s1:称取一定量的铝化合物，加入一定量的水，所得浆液在磁力搅拌机中以一定转速和温度搅拌；

4、s2:称取一定量的亚铁化合物，加入到步骤1得到的混合物中，在磁力搅拌的情况下，将所得浆液的ph值调节至7.0；

5、s3:将步骤s2得到的混合物转移到反应釜中，在电热干燥箱中以一定温度进行反应；

6、s4:将步骤s3所得混合物离心，弃去上清液，对沉淀进行洗涤、过滤、干燥处理后得到亚铁铝水滑石产品，使用亚铁铝类水滑石为修复剂，该材料具有传统水滑石阴离子交换能力强的特性，可以将阴离子形态的cr(ⅵ)吸附进入层间，同时由于fe2+的存在，具有一定还原能力，可以将cr(ⅵ)还原成毒性更小的cr(ⅲ)。在此过程中，fe2+被氧化成fe3+，fe3+与部分水滑石溶解释放出的al3+在oh—存在的情况下，更易形成金属氢氧化物，与cr(ⅵ)和cr(ⅲ)共沉淀，将其固定钝化，提高吸附容量，从而起到还原和吸附协同增强的功能，以铁化合物、铝化合物为原料，其价格低廉、来源广泛，有利于大规模推广。所得fe-al-ldh产品可实现阴离子交换、氧化还原和共沉淀三重协同作用，更加高效地除去土壤中的铬。所得fe-al-ldh产品可根据污染程度灵活调整用量，对不同浓度的cr污染土壤均具备快速高效的处理能力。

7、在一优选的实施方式中，所述步骤s1中，所述铝化合物为alcl3、alno3、also4中的任意一种或任意比例的多种。

8、在一优选的实施方式中，所述步骤s1中，所述铁化合物为fecl2、fe(no3)2、feso4中的任意一种或任意比例的多种。

9、在一优选的实施方式中，所述步骤s1和步骤s2中，亚铁化合物和铝化合物的摩尔比为1：(1.5～3)。

10、在一优选的实施方式中，所述步骤s1中，磁力搅拌的转速为100rpm～1000rpm，搅拌温度为15～30℃。

11、在一优选的实施方式中，所述步骤s2中，ph调节剂为naoh溶液、na2co3溶液、nahco3溶液中的任意一种。

12、在一优选的实施方式中，所述步骤s3中，电热干燥箱中的反应温度为100～150℃，反应时间为12～24h。

13、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

14、1、本发明中，使用亚铁铝类水滑石为修复剂，该材料具有传统水滑石阴离子交换能力强的特性，可以将阴离子形态的cr(ⅵ)吸附进入层间，同时由于fe2+的存在，具有一定还原能力，可以将cr(ⅵ)还原成毒性更小的cr(ⅲ)。在此过程中，fe2+被氧化成fe3+，fe3+与部分水滑石溶解释放出的al3+在oh—存在的情况下，更易形成金属氢氧化物，与cr(ⅵ)和cr(ⅲ)共沉淀，将其固定钝化，提高吸附容量，从而起到还原和吸附协同增强的功能。

15、2、本发明中，以铁化合物、铝化合物为原料，其价格低廉、来源广泛，有利于大规模推广。所得fe-al-ldh产品可实现阴离子交换、氧化还原和共沉淀三重协同作用，更加高效地除去土壤中的铬。所得fe-al-ldh产品可根据污染程度灵活调整用量，对不同浓度的cr污染土壤均具备快速高效的处理能力。

技术特征：

1.一种用于治理铬土壤污染的修复剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种用于治理铬土壤污染的修复剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，所述铝化合物为alcl3、alno3、also4中的任意一种或任意比例的多种。

3.如权利要求1所述的一种用于治理铬土壤污染的修复剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，所述铁化合物为fecl2、fe(no3)2、feso4中的任意一种或任意比例的多种。

4.如权利要求1所述的一种用于治理铬土壤污染的修复剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s1和步骤s2中，亚铁化合物和铝化合物的摩尔比为1：(1.5～3)。

5.如权利要求1所述的一种用于治理铬土壤污染的修复剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，磁力搅拌的转速为100rpm～1000rpm，搅拌温度为15～30℃。

6.如权利要求1所述的一种用于治理铬土壤污染的修复剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，ph调节剂为naoh溶液、na2co3溶液、nahco3溶液中的任意一种。

7.如权利要求1所述的一种用于治理铬土壤污染的修复剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中，电热干燥箱中的反应温度为100～150℃，反应时间为12～24h。

技术总结本发明公开了一种用于治理铬土壤污染的修复剂的制备方法,属于农业土壤修复技术领域,本发明中，使用亚铁铝类水滑石为修复剂，该材料具有传统水滑石阴离子交换能力强的特性，可以将阴离子形态的Cr(Ⅵ)吸附进入层间，同时由于Fe2+的存在，具有一定还原能力，可以将Cr(Ⅵ)还原成毒性更小的Cr(Ⅲ)。在此过程中，Fe2+被氧化成Fe3+，Fe3+与部分水滑石溶解释放出的Al3+在OH—存在的情况下，更易形成金属氢氧化物，与Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)共沉淀，将其固定钝化，提高吸附容量，从而起到还原和吸附协同增强的功能。所得Fe‑Al‑LDH产品可根据污染程度灵活调整用量，对不同浓度的Cr污染土壤均具备快速高效的处理能力。技术研发人员：王新波,刘亚州,褚超,夏艳芳,陈英锋,张琦,张玲受保护的技术使用者：山东长泽新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29