【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土壤修复及新材料，尤其涉及一种用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、层状硅酸盐矿物在自然界中分布广泛，是构成地壳的主要矿物，也是重要的工业矿物材料。因其颗粒物带有电荷，并具有较大的比表面积和一定的离子交换容量，多作为吸附材料应用于各个领域。
2、目前，如蒙脱石和高岭石等层状硅酸盐矿物带负电荷，阳离子交换量高，可应用于重金属污染土壤的修复。不同层状硅酸盐矿物对金属离子的吸附亲合力顺序是不一样的，例如：蒙脱石对二价金属离子的吸附顺序为：ca2+＞pb2+＞cu2+＞mg2+>cd2+＞zn2+；高岭石为：pb2+＞ca2+＞cu2+＞mg2+＞zn2+＞cd2+；伊利石为：pb2+＞ca2+＞zn2+＞cu2+＞cd2+。相比于常见的阳离子型重金属(例如镉、铅等)，准金属砷在土壤中主要以无机阴离子形态存在，迁移性比阳离子更强，使得现有层状硅酸盐矿物对于砷污染土壤修复能力欠佳，限制了其进一步的应用。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料及其制备方法和应用。
2、第一方面，本专利技术提供了一种用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，以重量份数计，所述用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料包括以下原料：
3、改性层状硅酸盐90～105份、环糊精1～5份、分散剂1～3份和偶联剂0.5～2份；
4、所述改性层状硅酸盐是将层状硅酸盐进行超声
5、进一步地，以重量份数计，所述用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料包括以下原料：
6、改性层状硅酸盐95份、环糊精3.5份、分散剂1～3份和偶联剂0.5～2份。
7、进一步地，所述超声协同脉冲电场处理的工作参数包括：脉冲电源恒电压为15～20v，脉冲周期2～6ms，超声功率为1000～1200w，超声频率为20～25khz，处理时间为1～5分钟。
8、进一步地，所述超声协同脉冲电场处理的工作参数包括：脉冲电源恒电压为17v，脉冲周期4ms，超声功率为1100w，超声频率为20～25khz，处理时间为1～5分钟。
9、进一步地，所述层状硅酸盐为蒙脱石，所述环糊精包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精和羟丙基-β-环糊精中的至少一种。
10、进一步地，所述分散剂为聚羧酸盐分散剂，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
11、第二方面，本专利技术提供了一种第一方面任一项所述的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
12、得到所述改性层状硅酸盐；
13、于惰性气体氛围下，将改性层状硅酸盐、环糊精、分散剂和偶联剂加入水中进行加热搅拌处理，后冷却，得到浆料；
14、将所述浆料进行喷雾干燥，得到所述层状硅酸盐复合材料。
15、进一步地，所述加热搅拌处理的工作参数包括：温度为130～170℃，搅拌转速为300～500rpm，时间为15～30min；以重量百分数计，所述浆料的固含量为50～60wt％。
16、第三方面，本专利技术提供了第一方面任一项所述的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，和/或，第二方面任一项所述的制备方法所得的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料在治理砷污染土壤中的应用。
17、第四方面，本专利技术提供了一种砷污染土壤修复的方法，所述方法包括：采用第一方面任一项所述的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，和/或，第二方面任一项所述的制备方法所得的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料加入待修复的土壤中。
18、本专利技术提供的上述技术方案与现有技术相比至少具有如下优点：
19、本专利技术提供了一种用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，本专利技术通过将层状硅酸盐进行超声协同脉冲电场改性处理，并与适量的环糊精进行搭配使用，采用物理-化学联合改性处理方式，制得了一种新型层状硅酸盐复合材料，能够稳定固化土壤中的砷元素，有效克服了单一层状硅酸盐对于砷元素作用差的问题；同时，也为砷污染土壤修复提供了一种新的治理手段。
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1.一种用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，其特征在于，以重量份数计，所述用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料包括以下原料：
2.根据权利要求1所述的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，其特征在于，以重量份数计，所述用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料包括以下原料：
3.根据权利要求1所述的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，其特征在于，所述超声协同脉冲电场处理的工作参数包括：脉冲电源恒电压为15～20V，脉冲周期2～6ms，超声功率为1000～1200W，超声频率为20～25kHz，处理时间为1～5分钟。
4.根据权利要求1所述的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，其特征在于，所述超声协同脉冲电场处理的工作参数包括：脉冲电源恒电压为17V，脉冲周期4ms，超声功率为1100W，超声频率为20～25kHz，处理时间为1～5分钟。
5.根据权利要求1所述的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，其特征在于，所述层状硅酸盐为蒙脱石，所述环糊精包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精和羟丙基-β-环糊精中的至少一种。p>
6.根据权利要求1所述的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，其特征在于，所述分散剂为聚羧酸盐分散剂，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
7.一种权利要求1～6任一项所述的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌处理的工作参数包括：温度为130～170℃，搅拌转速为300～500rpm，时间为15～30min；以重量百分数计，所述浆料的固含量为50～60wt％。
9.权利要求1～6任一项所述的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，和/或，权利要求7～8任一项所述的制备方法所得的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料在治理砷污染土壤中的应用。
10.一种砷污染土壤修复的方法，其特征在于，所述方法包括：采用权利要求1～6任一项所述的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，和/或，权利要求7～8任一项所述的制备方法所得的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料加入待修复的土壤中。
...【技术特征摘要】
1.一种用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，其特征在于，以重量份数计，所述用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料包括以下原料：
2.根据权利要求1所述的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，其特征在于，以重量份数计，所述用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料包括以下原料：
3.根据权利要求1所述的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，其特征在于，所述超声协同脉冲电场处理的工作参数包括：脉冲电源恒电压为15～20v，脉冲周期2～6ms，超声功率为1000～1200w，超声频率为20～25khz，处理时间为1～5分钟。
4.根据权利要求1所述的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，其特征在于，所述超声协同脉冲电场处理的工作参数包括：脉冲电源恒电压为17v，脉冲周期4ms，超声功率为1100w，超声频率为20～25khz，处理时间为1～5分钟。
5.根据权利要求1所述的用于砷污染土壤修复的层状硅酸盐复合材料，其特征在于，所述层状硅酸盐为蒙脱石，所述环糊精包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精和羟丙基-β-环糊精中的至少一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾洪，马永梅，孙保平，
申请(专利权)人：西藏万慧土壤治理技术研究发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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