一种常温重金属稳定剂及使用其稳定土壤重金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种常温重金属稳定剂及使用其稳定土壤重金属的方法，属于重金属稳定剂合成领域。本发明专利技术首先将纤维素与壳聚糖经球磨细化后混匀，随后将其分散于1‑丁基‑3‑甲基氯代咪唑中，再与纳米四氧化三铁搅拌混合后，离心脱泡，再逐滴加入真空泵油、吐温80等混合液中，经磁选分离得到常温重金属稳定剂，将其与去离子水按比例混匀后，喷洒与受污染土壤表面覆盖黄沙后，再配合沼气液中的微生物，将土壤中重金属吸收，经长时间降解稀释后，作为土壤营养物质。本发明专利技术使用过程中重金属离子可被固定于产品结构中，经微生物的消化吸收，可作为土壤的营养成分，不会产生二次污染，且作为土壤肥料，可大规模推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种常温重金属稳定剂及使用其稳定土壤重金属的方法，属于重金属稳定剂合成领域。
技术介绍
目前，常用的土壤固化/稳定剂主要包括以下几种类型：1.水泥、石灰、粉煤灰等无机材料固化；2.沥青、聚乙烯等热塑性有机材料和脲甲醛、聚酯等热固性有机材料固化；3.玻璃化技术；4.硫酸亚铁、磷酸盐、氢氧化钠、高分子有机物等药剂稳定化。由于技术和费用等方面的原因，以水泥、石灰、粉煤灰等无机材料为添加剂的固化/稳定化应用最广泛，占项目数的94％。水泥是一种无机水硬性胶凝材料，其主要成份为硅酸二钙和硅酸三钙，加水后能发生水化反应，生成坚硬的水泥固化体，它是最常用的危险废物固化剂。水泥固化的机理主要是重金属可以通过化学吸附、离子交换、沉降、包封等多种方式与水泥发生水化反应，最终以氢氧化物或络合物的形式固定在水泥水化形成的水化硅酸盐胶体表面，同时添加水泥能够提高土壤的pH，使重金属转化为溶解度较低的氢氧化物或碳酸盐类沉淀，从而抑制了重金属的浸出与迁移。水泥固化因为具有固化材料来源丰富、处理费用低、效果好、操作简单等优点而得到了广泛的应用，但处理后水泥固化体具有较多的毛细孔，使得固化体中的重金属易于解析，且抗酸性较差；固化体体积增加比较大；而且含水泥类成份的材料添加到土壤后，会导致处理后土壤硬化、增容，而且单纯靠水化反应后形成的水化硅酸盐胶体和粘土矿物的吸附作用对土壤中重金属的固定效果容易受外界环境条件的影响，土壤经过长期的风化和酸雨侵蚀，其中的重金属存在着会重新浸出的潜在危险，同时也不利于进一步生态恢复。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对传统土壤重金属固化剂在制备和使用过程中出现的，重金属离子易于解析，抗酸性较差，固化体体积较大，容易对土壤造成二次污染的问题，提供了一种常温重金属稳定剂及使用其稳定土壤重金属的依次称取100g纤维素，120g壳聚糖，倒入球磨机中，按球料比为15∶1加入球磨珠，调节公转转速至290r/min，自转转速至560r/min，每30min正反向交替运行，收集球磨料，将其置于真空干燥箱中，于60℃条件下，保存4h，得混合粉末；称取7g上述所得混合粉末，倒入盛有100mL1-丁基-3-甲基氯代咪唑的烧杯中，随后将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器中，启动搅拌器，设定转速至500r/min，加热升温至98℃，恒温搅拌10min后，再加入8g纳米四氧化三铁，继续搅拌混合30min；待搅拌结束，将烧杯中物料倒入离心机，与1200r/min转速下离心脱泡10min，得脱泡液；在混料机中，依次加入180mL真空泵油，10mL吐温80，80mL质量浓度为0.4mol/L硫酸钠溶液，启动搅拌器，设定转速至800r/min，加热升温至95℃，恒温搅拌混合20min，再通过滴液漏斗将上述所得脱泡液以2mL/min速率滴加至混料机中，继续搅拌混合2h，停止加热；待混料机中物料自然冷却至室温，用磁铁分离得沉淀物，用去离子水洗涤沉淀物3次，再用无水乙醇洗涤3次，随后将沉淀物转入真空冷冻干燥箱中，于2℃条件下冷冻干燥10h，即得常温重金属稳定剂；称取100g上述所得常温重金属稳定剂，倒入盛有1L去离子水的烧杯中，随后将烧杯转入超声振荡仪，于100W功率超声处理8min，随后通过喷壶喷洒至1m2受重金属污染的土壤表面，再在土壤表面覆盖一层1mm厚的黄沙，经阳光暴晒5天后，浇灌1L沼气液，再用塑料薄膜覆盖10天，揭膜，即可。实例2依次称取120g纤维素，140g壳聚糖，倒入球磨机中，按球料比为16∶1加入球磨珠，调节公转转速至300r/min，自转转速至580r/min，每40min正反向交替运行，收集球磨料，将其置于真空干燥箱中，于70℃条件下，保存5h，得混合粉末；称取8g上述所得混合粉末，倒入盛有110mL1-丁基-3-甲基氯代咪唑的烧杯中，随后将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器中，启动搅拌器，设定转速至550r/min，加热升温至99℃，恒温搅拌12min后，再加入9g纳米四氧化三铁，继续搅拌混合40min；待搅拌结束，将烧杯中物料倒入离心机，与1300r/min转速下离心脱泡15min，得脱泡液；在混料机中，依次加入190mL真空泵油，12mL吐温80，90mL质量浓度0.5mol/L硫酸钠溶液，启动搅拌器，设定转速至900r/min，加热升温至97℃，恒温搅拌混合25min，再通过滴液漏斗将上述所得脱泡液以方法。本专利技术首先将纤维素与壳聚糖经球磨细化后混匀，随后将其分散于1-丁基-3-甲基氯代咪唑中，再与纳米四氧化三铁搅拌混合后，离心脱泡，再逐滴加入真空泵油、吐温80等混合液中，经磁选分离得到常温重金属稳定剂，将其与去离子水按比例混匀后，喷洒与受污染土壤表面覆盖黄沙后，再配合沼气液中的微生物，将土壤中重金属吸收，经长时间降解稀释后，作为土壤营养物质。本专利技术使用过程中重金属离子可被固定于产品结构中，经微生物的消化吸收，可作为土壤的营养成分，不会产生二次污染，且作为土壤肥料，可大规模推广使用。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：(1)依次称取100～200g纤维素，120～160g壳聚糖，倒入球磨机中，按球料比为15∶1～20∶1加入球磨珠，调节公转转速至290～320r/min，自转转速至560～600r/min，每30～45min正反向交替运行，收集球磨料，将其置于真空干燥箱中，于60～80℃条件下，保存4～6h，得混合粉末；(2)称取7～10g上述所得混合粉末，倒入盛有100～120mL1-丁基-3-甲基氯代咪唑的烧杯中，随后将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器中，启动搅拌器，设定转速至500～600r/min，加热升温至98～100℃，恒温搅拌10～15min后，再加入8～10g纳米四氧化三铁，继续搅拌混合30～45min；(3)待搅拌结束，将烧杯中物料倒入离心机，与1200～1400r/min转速下离心脱泡10～20min，得脱泡液；(4)在混料机中，依次加入180～200mL真空泵油，10～15mL吐温80，80～100mL质量浓度为0.4～0.6mol/L硫酸钠溶液，启动搅拌器，设定转速至800～1000r/min，加热升温至95～100℃，恒温搅拌混合20～30min，再通过滴液漏斗将上述所得脱泡液以2～4mL/min速率滴加至混料机中，继续搅拌混合2～4h，停止加热；(5)待混料机中物料自然冷却至室温，用磁铁分离得沉淀物，用去离子水洗涤沉淀物3～5次，再用无水乙醇洗涤3～5次，随后将沉淀物转入真空冷冻干燥箱中，于2～4℃条件下冷冻干燥10～12h，即得常温重金属稳定剂；(6)称取100～200g上述所得常温重金属稳定剂，倒入盛有1～2L去离子水的烧杯中，随后将烧杯转入超声振荡仪，于100～200W功率超声处理8～10min，随后通过喷壶喷洒至1～2m2受重金属污染的土壤表面，再在土壤表面覆盖一层1～3mm厚的黄沙，经阳光暴晒5～7天后，浇灌1～2L沼气液，再用塑料薄膜覆盖10～15天，揭膜，即可。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术所得重金属固化剂使用后重金属成份被稀释，经微生物的消化吸收后，作为土壤营养成分可起到增肥的作用；(2)本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种常温重金属稳定剂及使用其稳定土壤重金属的方法，其特征在于具体制备步骤为：(1)依次称取100～200g纤维素，120～160g壳聚糖，倒入球磨机中，按球料比为15∶1～20∶1加入球磨珠，调节公转转速至290～320r/min，自转转速至560～600r/min，每30～45min正反向交替运行，收集球磨料，将其置于真空干燥箱中，于60～80℃条件下，保存4～6h，得混合粉末；(2)称取7～10g上述所得混合粉末，倒入盛有100～120mL1‑丁基‑3‑甲基氯代咪唑的烧杯中，随后将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器中，启动搅拌器，设定转速至500～600r/min，加热升温至98～100℃，恒温搅拌10～15min后，再加入8～10g纳米四氧化三铁，继续搅拌混合30～45min；(3)待搅拌结束，将烧杯中物料倒入离心机，与1200～1400r/min转速下离心脱泡10～20min，得脱泡液；(4)在混料机中，依次加入180～200mL真空泵油，10～15mL吐温80，80～100mL质量浓度为0.4～0.6mol/L硫酸钠溶液，启动搅拌器，设定转速至800～1000r/min，加热升温至95～100℃，恒温搅拌混合20～30min，再通过滴液漏斗将上述所得脱泡液以2～4mL/min速率滴加至混料机中，继续搅拌混合2～4h，停止加热；(5)待混料机中物料自然冷却至室温，用磁铁分离得沉淀物，用去离子水洗涤沉淀物3～5次，再用无水乙醇洗涤3～5次，随后将沉淀物转入真空冷冻干燥箱中，于2～4℃条件下冷冻干燥10～12h，即得常温重金属稳定剂；(6)称取100～200g上述所得常温重金属稳定剂，倒入盛有1～2L去离子水的烧杯中，随后将烧杯转入超声振荡仪，于100～200W功率超声处理8～10min，随后通过喷壶喷洒至1～2m2受重金属污染的土壤表面，再在土壤表面覆盖一层1～3mm厚的黄沙，经阳光暴晒5～7天后，浇灌1～2L沼气液，再用塑料薄膜覆盖10～15天，揭膜，即可。...

【技术特征摘要】
1.一种常温重金属稳定剂及使用其稳定土壤重金属的方法，其特征在于具体制备步骤为：(1)依次称取100～200g纤维素，120～160g壳聚糖，倒入球磨机中，按球料比为15∶1～20∶1加入球磨珠，调节公转转速至290～320r/min，自转转速至560～600r/min，每30～45min正反向交替运行，收集球磨料，将其置于真空干燥箱中，于60～80℃条件下，保存4～6h，得混合粉末；(2)称取7～10g上述所得混合粉末，倒入盛有100～120mL1-丁基-3-甲基氯代咪唑的烧杯中，随后将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器中，启动搅拌器，设定转速至500～600r/min，加热升温至98～100℃，恒温搅拌10～15min后，再加入8～10g纳米四氧化三铁，继续搅拌混合30～45min；(3)待搅拌结束，将烧杯中物料倒入离心机，与1200～1400r/min转速下离心脱泡10～20min，得脱泡液；(4)在混料机中，依次加入180～200...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙辰鹏，赵远，孙向武，杨泽平，陈江杰，殷鸿洋，张念慈，陶利华，宋瑜，陈婷，戴江，吴彬，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32