一種土壤修復(fù)用離子交換纖維及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種土壤修復(fù)用離子交換纖維及其制備方法，該離子交換纖維由下述步驟制備得到：選用特定合成纖維，在濃度為10～15％多胺的有機(jī)溶劑中，90～150℃恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)8～16h，取出反應(yīng)纖維水洗至中性，得到多胺離子交換纖維；將多胺離子交換纖維在酸性溶液中90～150℃恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)10～15h，取出反應(yīng)纖維用1mol/L鹽酸處理，再水洗至中性，得到土壤修復(fù)用離子交換纖維。本發(fā)明離子交換纖維以合成纖維為基體，經(jīng)多胺化和磷酸化等化學(xué)處理方法改性后可應(yīng)用于土壤重金屬污染的治理，本發(fā)明制備方法簡單、快捷，適合工業(yè)化生產(chǎn)，且通過吸附、交換可永久去除土壤中的重金屬，達(dá)到修復(fù)土壤重金屬污染的目的。
【專利說明】
一種土壤修復(fù)用離子交換纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種土壤修復(fù)用離子交換纖維及其制備方法與應(yīng)用?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]土壤重金屬污染是土壤污染的一大類，主要指由于人類活動(dòng)，土壤中微量重金屬元素在土壤中的含量超過背景值，過量沉積而引起的含量明顯高于原生含量、并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。土壤污染具有隱蔽性和滯后性，所以土壤污染一旦發(fā)現(xiàn)，僅僅依靠切斷污染源的方法則很難恢復(fù)，需要借助其他方法達(dá)到治理的目的。
[0003]目前，土壤重金屬污染治理方法主要有客土法、翻耕法、化學(xué)治理法、和生物修復(fù)法等。客土法是向重金屬污染土壤中加入大量未污染土壤，覆蓋其表面或者混合而達(dá)到減輕危害的目的。翻耕法是通過翻耕將濃度低的下層土壤翻至上層?；瘜W(xué)治理法主要就是向土壤中投入抑制劑和改良劑，減少有效態(tài)重金屬和增加土壤肥力。生物修復(fù)法就是利用某些特定的動(dòng)植物吸附或者吸收重金屬，從而降低土壤中重金屬濃度。以上方法在土壤重金屬污染治理方面都存在一定的不足，比如:客土法只能達(dá)到稀釋土壤中重金屬污染的目的， 并不能去除重金屬;化學(xué)淋洗法使用的化學(xué)淋洗液產(chǎn)生含重金屬污水，需要后續(xù)水處理，而且易造成地下水污染，土壤養(yǎng)分流失，土壤結(jié)構(gòu)破壞等問題。
[0004]CN200980124086公開了一種土壤修復(fù)方法，將金屬結(jié)合顆粒加入到污染場地，同時(shí)在所述場地繁殖植物，是化學(xué)治理方法和植物修復(fù)法的結(jié)合。該專利所述方法存在以下不足:一，投入到土壤中的金屬結(jié)合顆粒無法回收，使重金屬無法脫離被污染土壤;二，該金屬結(jié)合顆粒對(duì)重金屬的螯合是不可逆的，導(dǎo)致螯合的重金屬無法被植物吸收。
[0005]CN201210383318公開了一種重金屬污染土壤修復(fù)用固化劑，該固化劑可以固化土壤中的重金屬，減少重金屬的浸出毒性，但并不能將重金屬從土壤中去除。而且在修復(fù)過程中需要將其與土壤混合，混合過程中噴灑水，添加生石灰。這不僅破壞土壤的結(jié)構(gòu)，減少土壤微生物多樣性，降低土壤肥力，而且會(huì)形成污水，造成二次污染。
[0006]基于以上方法及發(fā)明存在的不足，本發(fā)明公開一種土壤修復(fù)用離子交換纖維及其制備方法，可以在不破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤肥力及產(chǎn)生二次污染的前提下永久的去除土壤中的有效態(tài)重金屬，達(dá)到真正意義上的土壤安全。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種土壤修復(fù)用離子交換纖維及其制備方法，以避免在土壤重金屬污染修復(fù)時(shí)破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤肥力及產(chǎn)生二次污染。
[0008]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]—種土壤修復(fù)用離子交換纖維，該離子交換纖維由下述步驟制備得到:
[0010]選用特定合成纖維，在濃度為10?15%多胺的有機(jī)溶劑中，90?150°C恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)8?16h，取出反應(yīng)纖維水洗至中性，得到多胺離子交換纖維；
[0011] 將多胺離子交換纖維在酸性溶液中90?150 °C恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)10?15h，取出反應(yīng)纖維用lmol/L鹽酸處理，再水洗至中性，得到土壤修復(fù)用離子交換纖維。
[0012]所述的特定合成纖維選自聚烯烴、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚乙烯?丙烯腈共聚物中的一種或多種。
[0013]所述的多胺選自乙二胺、三乙醇胺、三異丙醇胺、三乙烯四胺、三縮四乙二胺中的一種或多種。
[0014]所述的有機(jī)溶劑選自乙醇、乙醚、丙酮、苯、甲醇中的一種或多種。
[0015]所述的酸性溶液為磷酸氫二鈉、濃鹽酸和水的混合溶液。
[0016]所述的酸性溶液制備方法為:稱取磷酸氫二鈉12g溶于100mL蒸餾水中，再加10mL 濃鹽酸混合均勻。
[0017] —種土壤修復(fù)用離子交換纖維的制備方法，該離子交換纖維由下述步驟制備得到:
[0018]選用特定合成纖維，在濃度為10?15%多胺的有機(jī)溶劑中，90?150°C恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)8?16h，取出反應(yīng)纖維水洗至中性，得到多胺離子交換纖維；
[0019] 將多胺離子交換纖維在酸性溶液中90?150 °C恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)10?15h，取出反應(yīng)纖維用lmol/L鹽酸處理，再水洗至中性，得到土壤修復(fù)用離子交換纖維。
[0020] 一種土壤修復(fù)用離子交換纖維在土壤修復(fù)中的應(yīng)用。
[0021] 土壤修復(fù)用離子交換纖維的應(yīng)用方法為:將所述的土壤修復(fù)用離子交換纖維乳制成型或裝在網(wǎng)袋中，埋進(jìn)重金屬污染的土壤中經(jīng)吸附、交換后再從土壤中移出，以去除土壤有效態(tài)重金屬。
[0022] 所述的土壤修復(fù)用離子交換纖維乳制成20cm*10cm*5cm的塊狀，或100cm*10cm* 5cm的條狀;所述的網(wǎng)袋是30目尼龍網(wǎng)袋，或30目不銹鋼網(wǎng)袋。[〇〇23]本發(fā)明的有益效果:[〇〇24] 1、本發(fā)明土壤修復(fù)用離子交換纖維制備方法簡單、快捷、易操作，適于工業(yè)化生產(chǎn)；[0〇25] 2、本發(fā)明對(duì)土壤中有效態(tài)重金屬螯合能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定，可再生，節(jié)省使用成本； [〇〇26] 3、本發(fā)明離子交換纖維可以制成磚塊狀、條狀埋進(jìn)重金屬污染土壤中，或以顆粒狀裝在尼龍或不銹鋼網(wǎng)袋中再埋進(jìn)土壤，實(shí)際應(yīng)用形式多樣；[〇〇27] 4、本發(fā)明土壤修復(fù)用離子交換纖維以填埋的方式去除土壤重金屬，不破壞土壤結(jié)構(gòu)，不影響土壤肥力，不造成二次污染，并且吸附、交換重金屬后可從土壤中移除，永久的去除土壤中的有效態(tài)重金屬，達(dá)到真正意思上的環(huán)境治理和土壤安全?！揪唧w實(shí)施方式】
[0028]為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但不是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0029] 實(shí)施例1
[0030] 15 %的乙二胺?甲醇溶液配置:量取15mL乙二胺溶于85mL甲醇溶液中。[〇〇31] 酸性溶液配置:稱取12g磷酸氫二鈉溶于100mL蒸餾水中，再加10mL濃鹽酸混合均勻。
[0032]稱取5g聚烯烴纖維，加進(jìn)15%的乙二胺?甲醇溶液150mL，100°C恒溫?cái)嚢璺磻?yīng) 15h，取出反應(yīng)纖維水洗至中性，得到多胺離子交換纖維;將多胺離子交換纖維在酸性溶液中90°C恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)15h，取出反應(yīng)纖維用lmol/L鹽酸處理，再水洗至中性，得到土壤修復(fù)用離子交換纖維。
[0033]實(shí)施例2[〇〇34]10%的三乙烯四胺?乙醚溶液配置:量取1 OmL三乙烯四胺溶于90mL乙醚溶液中。[〇〇35] 酸性溶液配置:稱取12g磷酸氫二鈉溶于100mL蒸餾水中，再加10mL濃鹽酸混合均勻。[〇〇36] 稱取5g聚乙烯醇纖維，加進(jìn)10 %的三乙烯四胺?乙醚溶液150mL，150 °C恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)13h，取出反應(yīng)纖維水洗至中性，得到多胺離子交換纖維;將多胺離子交換纖維在酸性溶液中130°C恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)13h，取出反應(yīng)纖維用lmo 1 /L鹽酸處理，再水洗至中性，得到土壤修復(fù)用離子交換纖維。[〇〇37] 實(shí)施例3[〇〇38]12%的三乙烯四胺?乙醇溶液配置:量取12mL乙二胺溶于88mL乙醇溶液中。酸性溶液配置:稱取12g磷酸氫二鈉溶于100mL蒸餾水中，再加10mL濃鹽酸混合均勻。[〇〇39] 稱取5g聚氯乙烯纖維，加進(jìn)12 %的三乙烯四胺?乙醇溶液150mL，150 °C恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)12h，取出反應(yīng)纖維水洗至中性，得到多胺離子交換纖維;將多胺離子交換纖維在酸性溶液中150°C恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)15h，取出反應(yīng)纖維用lmo 1 /L鹽酸處理，再水洗至中性，得到土壤修復(fù)用離子交換纖維。
[0040] 實(shí)施例4[〇〇41115 %的三縮四乙二胺?乙醇溶液配置:量取15mL三縮四乙二胺溶于85mL乙醇溶液中。[〇〇42] 酸性溶液配置:稱取12g磷酸氫二鈉溶于100mL蒸餾水中，再加10mL濃鹽酸混合均勻。[〇〇43] 稱取5g聚乙烯?丙烯腈纖維，加進(jìn)15%的三縮四乙二胺?乙醇溶液150mL，150°C 恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)15h，取出反應(yīng)纖維水洗至中性，得到多胺離子交換纖維;將多胺離子交換纖維在酸性溶液中140°C恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)15h，取出反應(yīng)纖維用lmol/L鹽酸處理，再水洗至中性， 得到土壤修復(fù)用離子交換纖維。
[0044] 實(shí)施例5[〇〇45]以農(nóng)田重金屬污染治理為例說明土壤修復(fù)用離子交換纖維的使用方法。
[0046]實(shí)施例1中制得的土壤修復(fù)用離子交換纖維呈球狀，直徑在0.5?1.0cm左右。將該離子纖維乳制剪切成2〇Cm*l〇Cm*5cm的磚塊狀，在農(nóng)田翻耕時(shí)埋入，埋入深度即耕種層深度。由于土壤修復(fù)用離子交換纖維對(duì)重金屬的吸附力比植物根部強(qiáng)數(shù)千倍，且螯合作用強(qiáng)、 性能穩(wěn)定，從而確保農(nóng)作物穩(wěn)定、安全、生長。在種植農(nóng)作物三季后，再借助翻耕將這些吸附螯合了重金屬的離子交換纖維從土里移出，即可達(dá)到永久去除土壤中有效態(tài)重金屬的目的。
[0047]本發(fā)明離子交換纖維以合成纖維為基體，經(jīng)多胺化和磷酸化等化學(xué)處理方法改性后可應(yīng)用于土壤重金屬污染的治理，本發(fā)明離子交換纖維制備方法簡單、快捷，適合工業(yè)化生產(chǎn)，且通過吸附、交換可永久去除土壤中的重金屬，達(dá)到修復(fù)土壤重金屬污染的目的。
[0048]以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本發(fā)明所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種土壤修復(fù)用離子交換纖維，其特征在于，該離子交換纖維由下述步驟制備得到:選用特定合成纖維，在濃度為10?15%多胺的有機(jī)溶劑中，90?150°C恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)8?16h，取出反應(yīng)纖維水洗至中性，得到多胺離子交換纖維；將多胺離子交換纖維在酸性溶液中90?150°C恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)10?15h，取出反應(yīng)纖維用 lmol/L鹽酸處理，再水洗至中性，得到土壤修復(fù)用離子交換纖維。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤修復(fù)用離子交換纖維，其特征在于，所述的特定合成 纖維選自聚烯烴、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚乙烯?丙烯腈共聚物中的一種或多種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤修復(fù)用離子交換纖維，其特征在于，所述的多胺選自 乙二胺、三乙醇胺、三異丙醇胺、三乙烯四胺、三縮四乙二胺中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤修復(fù)用離子交換纖維，其特征在于，所述的有機(jī)溶劑 選自乙醇、乙醚、丙酮、苯、甲醇中的一種或多種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤修復(fù)用離子交換纖維，其特征在于，所述的酸性溶液 為磷酸氫二鈉、濃鹽酸和水的混合溶液。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種土壤修復(fù)用離子交換纖維，其特征在于，所述的酸性溶液 制備方法為:稱取磷酸氫二鈉12g溶于1 OOmL蒸餾水中，再加1 OmL濃鹽酸混合均勻。7.—種土壤修復(fù)用離子交換纖維的制備方法，其特征在于，該離子交換纖維由下述步 驟制備得到:選用特定合成纖維，在濃度為10?15%多胺的有機(jī)溶劑中，90?150°C恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)8 ?16h，取出反應(yīng)纖維水洗至中性，得到多胺離子交換纖維；將多胺離子交換纖維在酸性溶液中90?150°C恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)10?15h，取出反應(yīng)纖維用 lmol/L鹽酸處理，再水洗至中性，得到土壤修復(fù)用離子交換纖維。8.—種土壤修復(fù)用離子交換纖維在土壤修復(fù)中的應(yīng)用。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，土壤修復(fù)用離子交換纖維的應(yīng)用方法為: 將所述的土壤修復(fù)用離子交換纖維乳制成型或裝在網(wǎng)袋中，埋進(jìn)重金屬污染的土壤中經(jīng)吸 附、交換后再從土壤中移出，以去除土壤有效態(tài)重金屬。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的土壤修復(fù)用離子交換纖維乳制成 20cm*10cm*5cm的塊狀，或100cm*10cm*5cm的條狀;所述的網(wǎng)袋是30目尼龍網(wǎng)袋，或30目不 銹鋼網(wǎng)袋。
【文檔編號(hào)】B09C1/08GK106000480SQ201610368496
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】朱小平, 陸啟湖, 周鈺明, 李健, 盧珊珊, 強(qiáng)金鳳, 李 杰, 鄧炳波, 吳云
【申請(qǐng)人】馬鞍山中創(chuàng)環(huán)?？萍加邢薰?br>