【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机污染土壤修复技术研发领域，尤其涉及一种用于修复多环芳烃污染土壤的修复剂及其制备方法。
技术介绍
1、多环芳烃(pahs)是一种持久性有机污染物，具有很强的毒性、致突变性和致癌特性，由于其分子具有较强的稳定结构和较长的半衰期，因此很难将其从环境中彻底去除。然而，由于过去煤化工领域的不断发展和相关措施的不到位，目前已经有大量的表层土壤被检测出不同程度的pahs污染，特别是煤化工场地土壤中，经煤渣向土壤中迁移并积累了大量超过安全限值水平的pahs。如何有效降低土壤中pahs对环境和人体健康的威胁已经成了目前广泛关切的问题。
2、作为一种由生物质经限氧热解产生的吸附材料，生物炭由于其优异的特性而被广泛用于修复土壤中的pahs。一方面，生物炭的多孔结构为pahs的孔隙填充提供了扩散途径和吸附点位；另一方面，官能团与pahs之间氢键和π-πeda的形成也进一步促进了pahs的固定。然而，值得注意的是，生物炭并没有实现从土壤中去除多环芳烃的目标，而是通过封存和钝化生物可利用组分的pahs来降低其对环境和人体健康的风险。尽管已有大量研究报道了使用生物炭改良土壤后，对土壤多环芳烃的浸提量显著降低，但采用14c菲的定量分析结果则显示，生物炭在多环芳烃矿化过程中的作用几乎可以忽略不计，这表明以钝化目标的生物炭修复pahs技术仍然存在后期释放的潜在风险。
3、相比之下，氧化降解很好地满足了pahs完全无害化处理的要求，因为pahs被降解后通常转化为水和二氧化碳。其中，过硫酸盐氧化法由于使用成本低、反应温和的优点
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种负载腐殖酸生物炭的制备方法及其应用，以结合两种材料在吸附和活化过硫酸盐降解多环芳烃方面的优势，从而为多环芳烃污染土壤的氧化治理提供一种廉价且高效的活化剂材料。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了提供一种负载腐殖酸生物炭的制备方法，包括如下步骤：
3、步骤一：将有机质材料粉碎并过筛，之后进行热解处理，得到生物炭；
4、步骤二：将腐殖酸溶解于浓度为nacl溶液中，配置腐殖酸溶液，并使用naoh和hcl调节溶液ph；
5、步骤三：称取生物炭加入到配置好的腐殖酸溶液中，保持生物炭和腐殖酸的用量为一定的质量比例，之后，在常温条件下避光振荡，待反应后，将经过离心去除上清液得到的沉淀物于真空冷冻干燥箱中干燥，即得到的负载腐殖酸生物炭。
6、所述的生物炭的制备原料为富含有机质的农林废弃物，包括小麦秸秆、核桃青皮、玉米秸秆、稻壳。
7、所述的有机质材料过筛范围为100～300目筛；
8、所述的生物炭热解温度为300～700℃，热解时间为60～210min；
9、所述的nacl溶液浓度为0.05～0.5mol/l；
10、所述的腐殖酸为风化煤或生物质堆肥后提取的腐殖酸；
11、所述的配置的腐殖酸浓度为1～4g/l；
12、所述的生物炭和腐殖酸反应过程中的质量比例为1：(0～2)；
13、所述的生物炭与腐殖酸反应的ph为6～8；
14、所述的生物炭与腐殖酸溶液避光振荡时间为5～10天。
15、本专利技术还提供上述负载腐殖酸生物炭作为活化剂活化过硫酸盐修复多环芳烃的应用。
16、进一步地，所述多环芳烃为萘、芘和苯并芘。
17、本专利技术公开了以下技术效果：
18、以农林废弃物为原料制备生物炭。而后通过负载腐殖酸强化了生物炭表面的官能团和持久性自由基数量，同时保持了材料的多孔特性和吸附性能。应用于过硫酸盐氧化多环芳烃的环境中时，既能够通过吸附作用将氧化剂和污染物吸附在材料表面，还能够通过活化作用催化氧化剂的自由基生成，加速多环芳烃的降解。在液相多环芳烃去除实验中，与单独使用腐殖酸、生物炭相比，负载腐殖酸生物炭对萘、芘和苯并芘的去除效率显著提高，且计算结果表明降解起到了主要作用。对不同反应时间下的液体进行gc-ms检测，发现产生了萘、芘和苯并芘的降解产物，同时淬灭实验验证了反应过程中自由基的大量生成。结合以上信息，得出了负载腐殖酸生物炭活化过硫酸盐降解萘、芘和苯并芘的降解途径，如下式所示。
19、
20、之后将制备的材料活化过硫酸盐体系用于两个不同地方采集的废弃煤化工场地的土壤中多环芳烃的修复，结果显示修复后，土壤中16种多环芳烃的浸提量较对照组显著降低。
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1.一种活化过硫酸盐降解多环芳烃的负载腐殖酸生物炭材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种活化过硫酸盐降解多环芳烃的负载腐殖酸生物炭材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤三种生物炭的制备原料为富含有机质的农林废弃物，包括小麦秸秆、核桃青皮、玉米秸秆、稻壳。
3.根据权利要求1所述的一种活化过硫酸盐降解多环芳烃的负载腐殖酸生物炭材料的制备方法，其特征在于，所述的有机质材料过筛范围为100~300 目筛。
4.根据权利要求1所述的一种活化过硫酸盐降解多环芳烃的负载腐殖酸生物炭材料的制备方法，其特征在于，所述的腐殖酸为风化煤或生物质堆肥后提取的腐殖酸。
5.根据权利要求1所述的腐殖酸生物炭材料作为活化剂应用于活化过硫酸盐修复多环芳烃。
【技术特征摘要】
1.一种活化过硫酸盐降解多环芳烃的负载腐殖酸生物炭材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种活化过硫酸盐降解多环芳烃的负载腐殖酸生物炭材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤三种生物炭的制备原料为富含有机质的农林废弃物，包括小麦秸秆、核桃青皮、玉米秸秆、稻壳。
3.根据权利要求1所述的一种活化过硫酸盐降解...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓丽，柯玉鑫，张子夜，张星，申保收，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：
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