一種苯酚污染土壤修復材料的制備方法
【專利摘要】本發明屬于土壤修復領域，涉及一種苯酚污染土壤修復材料的制備方法。本發明提出的制備方法是將秸稈改性，具體工藝包括秸稈洗凈、粉碎、3-巰基丙基三甲氧基硅烷處理及Al2O3/MoO3負載等。本發明提出的苯酚污染土壤修復材料的制備方法具有以下優點：（1）成本低，原材料來源廣；（2）制備工藝簡單，投入少，適合大規模的推廣和應用；（3）對苯酚降解能力強，不對土壤及地下水造成二次污染；（4）單位重量土壤修復用量少，是綠色環保型材料。本發明制備的土壤修復材料可用廣泛用于苯酚污染土壤的修復，市場前景廣闊。
【專利說明】一種苯酚污染土壤修復材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于土壤修復【技術領域】，具體涉及一種苯酚污染土壤修復材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著環境問題在全球范圍的不斷變化，土壤環境污染化學己成為環境化學不可缺少的重要組成部分。在北美、西歐和澳洲等國家，隨著對各種點源污染的有效控制，關注的焦點逐漸轉移到多介質非點源污染，土壤環境污染的研究因而受到日益關注。近年來，由于污水灌溉和交通事故等原因，部分地區的土壤已遭受苯酚的污染。
[0003]土壤光催化降解(光解)是一項新興的有機物污染土壤原位修復技術，在農藥等污染土壤的修復中將具有廣闊的應用前景。隨著納米型氧化物催化技術、黏土礦物改性技術等在土壤環境和農業生產領域應用的逐漸滲透，利用納米鐵粉、TiO2等去除污染土壤和地下水中的有機氯等污染物的研究越來越受到重視。
[0004]苯酚污染治理有以下幾種方法:首先應考慮其資源回收利用，采用物理方法可以實現苯酚的資源回收，目前用 于苯酚資源回收的方法主要為萃取。低濃度含酚廢水的處理主要有物理、化學和生物化學等三種方法，其中化學方法可采用二氧化氯、臭氧等氧化劑進行氧化，使苯酚降解；生物法是用含有大量微生物的活性污泥對廢水中的苯酚進行氧化分解；也可以采用物理吸附的方法，如活性炭吸附。
[0005]本發明的創新性在于:(1)所制備的材料對苯酚光催化降解效率高，將苯酚分解為CO2及水，是一種環保型工藝；(2)首先使用秸桿作為光催化反應的載體，將光催化劑Α1203/Μο03負載在稻桿上；(3)由于3_疏基丙基二甲氧基娃燒的二甲氧基娃燒基與稻桿中的SiO2能形成化學鍵，加上其含有的巰基能與A1203/Mo03發生自組裝反應，導致A1203/Mo03能牢牢的吸附在秸桿上而不會脫落，確保了材料的可靠性；(4)不同于傳統植物修復，無需將土地閑置。
【發明內容】
[0006]本發明屬于土壤修復領域，涉及一種苯酚污染土壤修復材料的制備方法。本發明提出的制備方法是將秸桿改性，具體工藝包括秸桿洗凈、粉碎、3-巰基丙基三甲氧基硅烷處理及Al203/Mo03&載等。本發明提出的苯酚污染土壤修復材料的制備方法具有以下優點:(I)成本低，原材料來源廣；(2)制備工藝簡單，投入少，適合大規模的推廣和應用；(3)對苯酚降解能力強，不對土壤及地下水造成二次污染；(4)單位重量土壤修復用量少，是綠色環保型材料。本發明制備的土壤修復材料可用廣泛用于苯酚污染土壤的修復，市場前景廣闊。
[0007]本發明提出的苯酚污染土壤修復材料的制備方法，其特征在于:
[0008]I)清潔稻桿:將植物稻桿漂洗、烘干；其中植物稻桿為麥稻桿、稻稻桿、聞粱稻桿之一種；
[0009]2)秸桿粉碎:將清潔后的秸桿干燥，置于粉碎機中，粉碎成粒徑為10?20目的顆粒;
[0010]3) 3-巰基丙基三甲氧基硅烷處理:將粉碎后的秸桿與3-巰基丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液混合，室溫反應4?8小時，過濾，置于干燥箱中，于80?120°C干燥2小時，得3_疏基丙基二甲氧基娃燒處理的稻桿；其中3_疏基丙基二甲氧基娃燒的質量濃度為0.5?2%，秸桿與3-巰基丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液的料/液比為1/10?1/20(重量(g)/體積(mL));
[0011]4)A1203/Mo03負載:將3-巰基丙基三甲氧基硅烷處理的秸桿置于A1203/Mo03溶膠溶液中，室溫攪拌3?6小時，冷卻，過濾，得苯酚污染土壤修復材料，其中A1203/Mo03溶膠溶液中Al2O3的摩爾濃度為0.02M,Mo03的摩爾濃度為0.01M,秸桿與溶膠溶液的料/液比為1/10 ?1/20 (重量(g)/ 體積(mL))。
[0012]將土壤修復材料與苯酚含量為3%的污染土壤混合，添加適量的水，在模擬太陽光下照射3小時，靜置，測試溶液中苯酚的含量，計算苯酚去除率。
【具體實施方式】
[0013]下面通過實施例進一步描述本發明
[0014]實施例1
[0015]將麥秸桿收割，用自來水洗凈，烘干，將清潔后的麥秸桿置于粉碎機中，粉碎成粒徑為10?20目的顆粒。
[0016]將IOg粉碎后的秸桿與IOOmL0.5%的3_巰基丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液混合，室溫反應4小時，過濾，置于干燥箱中，于80°C干燥2小時，得3-巰基丙基三甲氧基硅烷處理的秸桿。
[0017]在干凈的燒杯中加入IOOmL去離子水，將0.0lmol四鑰酸銨、0.05mol檸檬酸放入燒杯，攪拌均勻形成乳白色懸濁液，向懸濁液中加入0.02mol硝酸鋁，充分攪拌后形成混合液體；在85°C下水浴加熱并攪拌，混合液體逐漸由乳白色懸濁液轉變成澄清溶液，繼續添加去離子水至溶液體積為IOOOmL,得A1203/Mo03溶膠溶液。
[0018]將5g3_巰基丙基三甲氧基硅烷處理的秸桿置于50mL Α1203/Μο03溶膠溶液中，室溫攪拌3小時，冷卻，過濾，得苯酚污染土壤修復材料。
[0019]將3g 土壤修復材料與IOOOg苯酚含量為3%的污染土壤混合，添加IOOOmL水，在模擬太陽光下照射3小時，靜置，測試溶液中苯酚的含量，計算苯酚去除率為96%。
[0020]實施例2
[0021]將稻秸桿收割，用自來水洗凈，烘干，將清潔后的稻秸桿置于粉碎機中，粉碎成粒徑為10?20目的顆粒。
[0022]將IOg粉碎后的秸桿與200mL2%的3_巰基丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液混合，室溫反應8小時，過濾，置于干燥箱中，于120°C干燥2小時，得3-巰基丙基三甲氧基硅烷處理的稻桿。
[0023]在干凈的燒杯中加入IOOmL去離子水，將0.0lmol四鑰酸銨、0.05mol檸檬酸放入燒杯，攪拌均勻形成乳白色懸濁液，向懸濁液中加入0.02mol硝酸鋁，充分攪拌后形成混合液體；在85°C下水浴加熱并攪拌，混合液體逐漸由乳白色懸濁液轉變成澄清溶液，繼續添加去離子水至溶液體積為IOOOmL,得A1203/Mo03溶膠溶液。[0024]將5g3_巰基丙基三甲氧基硅烷處理的秸桿置于IOOmL Α1203/Μο03溶膠溶液中，室溫攪拌6小時,冷卻,過濾，得苯酹污染土壤修復材料。
[0025]將3g 土壤修復材料與IOOOg苯酚含量為3%的污染土壤混合，添加IOOOmL水，在模擬太陽光下照射3小時，靜置，測試溶液中苯酚的含量，計算苯酚去除率為97%。
[0026]實施例3
[0027]將高粱秸桿收割，用自來水洗凈，烘干，將清潔后的高粱秸桿置于粉碎機中，粉碎成粒徑為10?20目的顆粒。
[0028]將IOg粉碎后的秸桿與150mLl%的3_巰基丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液混合，室溫反應6小時，過濾，置于干燥箱中，于100°C干燥2小時，得3-巰基丙基三甲氧基硅烷處理的稻桿。
[0029]在干凈的燒杯中加入IOOmL去離子水，將0.0lmol四鑰酸銨、0.05mol檸檬酸放入燒杯，攪拌均勻形成乳白色懸濁液，向懸濁液中加入0.02mol硝酸鋁，充分攪拌后形成混合液體；在85°C下水浴加熱并攪拌，混合液體逐漸由乳白色懸濁液轉變成澄清溶液，繼續添加去離子水至溶液體積為IOOOmL,得A1203/Mo03溶膠溶液。
[0030]將5g3_巰基丙基三甲氧基硅烷處理的秸桿置于75mL Α1203/Μο03溶膠溶液中，室溫攪拌4小時，冷卻，過濾，得苯酚污染土壤修復材料。
[0031]將3g 土壤修復材料與IOOOg苯酚含量為3%的污染土壤混合，添加IOOOmL水，在模擬太陽光下照射3小時，靜置，測試溶液中苯酚的含量，計算苯酚去除率為94%。
[0032]實施例4
[0033]將麥秸桿收割，用自來水洗凈，烘干，將清潔后的麥秸桿置于粉碎機中，粉碎成粒徑為10?20目的顆粒。
[0034]將IOg粉碎后的秸桿與160mLl.5%的3_巰基丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液混合，室溫反應6小時，過濾，置于干燥箱中，于100°C干燥2小時，得3-巰基丙基三甲氧基硅烷處理的秸桿。
[0035]在干凈的燒杯中加入IOOmL去離子水，將0.0lmol四鑰酸銨、0.05mol檸檬酸放入燒杯，攪拌均勻形成乳白色懸濁液，向懸濁液中加入0.02mol硝酸鋁，充分攪拌后形成混合液體；在85°C下水浴加熱并攪拌，混合液體逐漸由乳白色懸濁液轉變成澄清溶液，繼續添加去離子水至溶液體積為IOOOmL,得A1203/Mo03溶膠溶液。
[0036]將5g3_巰基丙基三甲氧基硅烷處理的秸桿置于80mL Α1203/Μο03溶膠溶液中，室溫攪拌5小時,冷卻,過濾，得苯酹污染土壤修復材料。
[0037]將3g 土壤修復材料與IOOOg苯酚含量為3%的污染土壤混合，添加IOOOmL水，在模擬太陽光下照射3小時，靜置，測試溶液中苯酚的含量，計算苯酚去除率為98%。
[0038]實施例5
[0039]將稻秸桿收割，用自來水洗凈，烘干，將清潔后的稻秸桿置于粉碎機中，粉碎成粒徑為10?20目的顆粒。
[0040]將IOg粉碎后的秸桿與100mLl%的3_巰基丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液混合，室溫反應5小時，過濾，置于干燥箱中，于90°C干燥2小時，得3-巰基丙基三甲氧基硅烷處理的稻桿。
[0041]在干凈的燒杯中加入IOOmL去離子水，將0.0lmol四鑰酸銨、0.05mol檸檬酸放入燒杯，攪拌均勻形成乳白色懸濁液，向懸濁液中加入0.02mol硝酸鋁，充分攪拌后形成混合液體；在85°C下水浴加熱并攪拌，混合液體逐漸由乳白色懸濁液轉變成澄清溶液，繼續添加去離子水至溶液體積為IOOOmL,得A1203/Mo03溶膠溶液。
[0042]將5g3_巰基丙基三甲氧基硅烷處理的秸桿置于60mL Α1203/Μο03溶膠溶液中，室溫攪拌4小時，冷卻，過濾，得苯酚污染土壤修復材料。
[0043]將3g 土壤修復材料與IOOOg苯酚含量為3%的污染土壤混合，添加IOOOmL水，在模擬太陽光下照射3小時，靜置，`測試溶液中苯酚的含量，計算苯酚去除率為92%。
【權利要求】
1.一種苯酚污染土壤修復材料的制備方法，其特征在于: 1)清潔秸桿:將植物秸桿漂洗、烘干；其中植物秸桿為麥秸桿、稻秸桿、高粱秸桿之一種； 2)秸桿粉碎:將清潔后的秸桿干燥，置于粉碎機中，粉碎成粒徑為10?20目的顆粒； 3)3_疏基丙基二甲氧基娃燒處理:將粉碎后的稻桿與3_疏基丙基二甲氧基娃燒的乙醇溶液混合，室溫反應4?8小時，過濾，置于干燥箱中，于80?120°C干燥2小時，得3-巰基丙基二甲氧基娃燒處理的稻桿；其中3_疏基丙基二甲氧基娃燒的質量濃度為0.5?2%,秸桿與3-巰基丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液的料/液比為1/10?1/20 (重量(g)/體積(mL))； 4)A1203/Mo03負載:將3-巰基丙基三甲氧基硅烷處理的秸桿置于A1203/Mo03溶膠溶液中，室溫攪 拌3?6小時，冷卻，過濾，得苯酚污染土壤修復材料，其中A1203/Mo03溶膠溶液中A1203的摩爾濃度為0.02M,Mo03的摩爾濃度為0.01M，秸桿與溶膠溶液的料/液比為1/10 ?1/20 (重量(g)/ 體積(mL))。
【文檔編號】C09K17/48GK103436268SQ201310367024
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】藍碧健 申請人:太倉碧奇新材料研發有限公司