一種濱海濕地用金屬鈍化劑及其制備方法和應用

本發明涉及金屬鈍化劑，尤其涉及一種濱海濕地用金屬鈍化劑及其制備方法和應用。

背景技術：

1、濱海濕地是介于海洋和陸地之間的生態緩沖區，不僅蘊含著豐富的水、土與生物資源，還可以有效遏制海岸侵蝕、防止海水入侵。現如今，隨著污染物的增加，越來越多的污染物，尤其重金屬累積在濱海濕地中，超出生態系統的自我調節能力。

2、在重金屬污染治理領域，常使用金屬鈍化劑鈍化土壤或水中的重金屬離子。但是，與一般土壤相比，濱海濕地具有鹽度高、濕度高等特點，為了更有效地治理濱海濕地存在的重金屬污染，亟需一種濱海濕地用金屬鈍化劑。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種濱海濕地用金屬鈍化劑及其制備方法和應用，實現濱海濕地的重金屬污染治理。

2、為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

3、一種濱海濕地用金屬鈍化劑的制備方法，包含以下步驟：

4、1)將生物炭、羥基磷灰石、巰基硅烷偶聯劑、乙醇和水第一混合，進行巰化，得到巰化復合材料，將所述巰化復合材料與硫酸錳進行第二混合，得到鈍化芯材；

5、2)將海藻酸鈉、瓊膠、聚乙烯醇和氯化鈣在水中混合，得到包膜溶液；

6、3)將所述鈍化芯材與所述包膜溶液混合，得到所述濱海濕地用金屬鈍化劑。

7、可選地，步驟1)所述巰基硅烷偶聯劑包含巰丙基三乙氧基硅烷或巰丙基三甲氧基硅烷。

8、可選地，步驟1)所述生物炭、羥基磷灰石與巰基硅烷偶聯劑的質量比為1～6：1～3：2～8；所述巰基硅烷偶聯劑、乙醇和水的體積比為1～3：18～27：2～5。

9、可選地，步驟1)所述巰化的溫度為45～70℃，時間為4～8h，ph為4～5.5。

10、可選地，所述巰化復合材料與硫酸錳的質量比為1：0.5～0.9。

11、可選地，步驟2)所述海藻酸鈉、瓊膠、聚乙烯醇、氯化鈣和水的質量比為2～6：1～3：4～15：3～9：75～92。

12、可選地，步驟2)所述混合的溫度為70～90℃，混合時間為1～3h。

13、可選地，步驟3)所述鈍化芯材與所述包膜溶液的質量比為3～8：1。

14、本發明提供了所述制備方法制得的濱海濕地用金屬鈍化劑。

15、本發明還提供了所述濱海濕地用金屬鈍化劑在濱海濕地中的應用。

16、在本發明中，使用巰基硅烷偶聯劑對生物炭和羥基磷灰石材料進行巰化得到巰化復合材料。生物炭具有良好的物理吸附性能和化學吸附性，羥基磷灰石不僅能夠吸附固定重金屬離子，還可以通過催化還原和氧化反應對污染土壤進行修復；巰基官能團對重金屬離子具有高親和力，使用巰基硅烷偶聯劑對生物炭及羥基磷灰石進行改性得到的復合巰化材料能夠在生物炭及羥基磷灰石的基礎上提升重金屬吸附能力；而硫酸錳對堿性環境(濱海濕地即為堿性環境)中的重金屬污染具有一定調控作用，硫酸錳對復合巰化材料的重金屬鈍化起到促進作用。

17、本發明使用海藻酸鈉、瓊膠及聚乙烯醇形成包裹層溶液，海藻酸鈉及瓊膠均為海藻提取物，聚乙烯醇具有可降解性，使用該材料復合得到的包裹層材料不會對濱海濕地造成污染；氯化鈣作為交聯劑能夠提升復合材料的凝膠性能。將使用該包裹層的鈍化劑置于濱海濕地環境中，包裹層隨投入時間的增長緩慢水解，使包裹在其中的鈍化材料緩慢釋放。

18、在本發明中，所述濱海濕地用金屬鈍化劑具有緩釋效果，能夠持續鈍化濕地中的重金屬離子，并且不會對濱海濕地造成二次污染。

19、在本發明所述的濱海濕地用金屬鈍化劑的制備方法中，其原料常見易得，制備工藝簡單。

技術特征：

1.一種濱海濕地用金屬鈍化劑的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)所述巰基硅烷偶聯劑包含巰丙基三乙氧基硅烷或巰丙基三甲氧基硅烷。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟1)所述生物炭、羥基磷灰石與巰基硅烷偶聯劑的質量比為1～6：1～3：2～8；所述巰基硅烷偶聯劑、乙醇和水的體積比為1～3：18～27：2～5。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟1)所述巰化的溫度為45～70℃，時間為4～8h，ph為4～5.5。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述巰化復合材料與硫酸錳的質量比為1：0.5～0.9。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)所述海藻酸鈉、瓊膠、聚乙烯醇、氯化鈣和水的質量比為2～6：1～3：4～15：3～9：75～92。

7.根據權利要求1或6所述的制備方法，其特征在于，步驟2)所述混合的溫度為70～90℃，混合時間為1～3h。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3)所述鈍化芯材與所述包膜溶液的質量比為3～8：1。

9.權利要求1～8任一項所述制備方法制得的濱海濕地用金屬鈍化劑。

10.權利要求9所述濱海濕地用金屬鈍化劑在濱海濕地中的應用。

技術總結
本發明涉及金屬鈍化劑技術領域，尤其涉及一種濱海濕地用金屬鈍化劑及其制備方法和應用。本發明將生物炭、羥基磷灰石、巰基硅烷偶聯劑、乙醇和水進行第一混合得到巰化復合材料，將所述巰化復合材料與硫酸錳進行第二混合得到鈍化芯材；還將海藻酸鈉、瓊膠、聚乙烯醇和氯化鈣在水中混合，得到包膜溶液；最后將所述鈍化芯材與所述包膜溶液混合得到濱海濕地用金屬鈍化劑。該鈍化劑還具有緩釋性，將其投入濱海濕地中可以持續鈍化重金屬離子，并且涉及原料簡單易得，制備工藝簡單，不會造成二次污染。

技術研發人員：李素霞,趙輝,田凱,滿瀅,曲炳良,高慧
受保護的技術使用者：廣東海洋大學
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21