專利名稱：一種復合型高錳酸鉀緩釋劑的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種用于地下水氯代烯烴污染物修復的復合型高錳酸鉀緩釋劑的制備方法。
背景技術：
隨著社會經濟的發展，大量的有機溶劑在實踐中被人類所利用，這些有機物的不合理排放及不適當處理，導致其進入環境而使地下水資源遭受污染。氯代溶劑(氯乙烯)已經被廣泛應用于金屬加工、電子、干洗、電鍍、有機合成等行業，由于其普遍應用和不合理的處理導致污染了土壤和地下水環境，已使其成為最為廣泛的污染物之一。比如三氯乙烯(TCE)屬于蓄積性麻醉劑，對中樞神經系統有強烈抑制作用，具有致癌性，當人體攝入TCE含量聞的水時，會發生嘔吐、腹痛或一時的神智意識不清等癥狀。原位化學氧化法能夠有效處理土壤及地下水中氯乙烯污染物的一種重要方法，常·用的氧化劑有H202、Fenton試劑、臭氧和ΚΜη04。與H202、Fenton試劑和O3等氧化劑相比，高錳酸鉀是固體氧化劑，在飲用水和廢水有機污染處理已經有一段相當長的歷史，包括去除水中的Fe2+、Mn2+、酚類物質，以及近年來的TCE的去除。高錳酸鉀是通過提供氧原子而不是生成羥基自由基進行氧化反應，因此反應受到PH的影響較小且具有更高的處理效率，而且當土壤中含有大量碳酸根、碳酸氫根等可清除羥基自由基的組分時，高錳酸鉀的氧化作用不受影響，且價格低廉，實際應用優勢較大。但在以往高錳酸鉀修復氯乙烯污染的應用中，高錳酸鉀采用一次性液體投加，導致液體高錳酸鉀在傳輸的過程中，會無選擇性與地下水體中的還原性物質反應，使得只有少部分氧化劑能到達污染帶，并與目標污染物發生反應，從而造成氧化劑的利用效率低，從而影響氯乙烯污染的修復效果。再者，由于氯乙烯類污染物的密度比水大，所以一旦進入土壤包氣帶和地下水中，其在向下遷移至不透水層的表面時，累積于此，形成一個獨特的污染層帶，此后在地下水流作用下，會逐漸溶解、緩慢釋放，形成一個潛在的、持久的羽狀污染帶。因此改性高錳酸鉀，使其既能減少無選擇性的消耗，又能持久有效的修復羽狀污染帶成為了當今研究的熱點。
發明內容
本發明針對液體和粉末高錳酸鉀原位化學氧化去除地下水污染物過程中存在的氧化劑利用率低、無選擇性消耗大、氧化劑的傳質等問題，提供了一種用于地下水氯代烯烴污染物修復的復合型高錳酸鉀緩釋劑的制備方法，實現氧化劑的緩慢釋放、有效傳輸和高效氧化等目的。為了實現上述目的，本發明的解決方案是一種復合型高錳酸鉀緩釋劑的制備方法，先將石蠟放入容器中，加熱至完全熔化，把硅砂倒入攪拌均勻，待硅砂被石蠟完全浸潤后，加入高錳酸鉀粉末，攪拌均勻，趁熱快速倒入模具，搗實，冷卻成型，制得具有不同緩釋時間的復合型高錳酸鉀緩釋體。
所述石蠟最好采用切片石蠟，熔化溫度控制在57_63°C。所述硅砂最好選用40-70目。所述高錳酸鉀最好研磨成粉末并過100目篩。所述硅砂倒入后的攪拌和加入高錳酸鉀粉末后的攪拌最好采用電動攪拌機，在轉速50_150rpm下攬拌均勻。所述石蠟和硅砂質量比例在1:1-1:20之間。本發明通過固定高錳酸鉀和硅砂的質量，調節石蠟的質量，可以制得一系列不同石蠟和硅砂質量比例(簡稱蠟砂比)的、具有不同緩釋效果的復合型高錳酸鉀緩釋體。截取含Ig高錳酸鉀的小段，用石蠟封住兩端，分別將緩釋段投入裝有400ml蒸餾水的錐形瓶，密 封置陰暗處、室溫(20-25°C)保存，定時取樣。取樣時間前期取樣頻繁，分別在O. 5、1. 5、4、6、12、24、36小時取樣,之后每天取樣一次，用紫外分光光度計于波長525nm處測定其吸光度，根據高錳酸鉀標準曲線方程求得相應高錳酸鉀的濃度。高錳酸鉀累積釋放百分數H按公式計算，從而評價復合型高錳酸鉀緩釋劑的緩釋效果。η =高錳酸鉀累計釋放量/高錳酸鉀總含量本發明在綜合了包覆型高錳酸鉀和負載型高錳酸鉀優點的基礎上，提出了復合型高錳酸鉀緩釋體，實現了大規模實際應用，本發明復合型高錳酸鉀緩釋體制備工藝簡單，制備成本低，產品穩定性好，本發明復合型材料硬度大，可以降低包覆體破壞而引起的高錳酸根大量釋放的風險，釋放周期長，釋放速率穩定，不僅減少了氧化劑被土壤中還原物質消耗，而且能夠使高錳酸鉀濃度長久的維持在一個低濃度的范圍，實現持久去除污染物的目的。總之，本發明適用于地下水氯代烯烴污染物修復，實現氧化劑的緩慢釋放、有效傳輸和聞效氧化等目的。
圖I是實施例I各種比例的緩釋體在水中的緩釋曲線(各種緩釋體的質量配比見表I);圖2是實施例I在同蠟砂比條件下不同高錳酸鉀含量的緩釋曲線，(A)I: I (B)1:4(質量配比見表2)；圖3是實施例2復合型高錳酸鉀緩釋體(蠟砂比=1 4)緩釋312小時前后的實物圖。
具體實施例方式以下參見圖I至圖3所示，結合實施例對本發明進行詳細說明。實施例I固定高錳酸鉀粉末6g和石英砂12g，通過調節石蠟的質量從而改變石蠟和石英砂的比例(蠟砂比)，各種緩釋體的石蠟和硅砂比例見表I。先將不同質量的切片石蠟分別放入不同的燒杯中，用電爐加熱至石蠟完全熔化，接著把12g的硅砂倒入攪拌均勻，待硅砂被石蠟完全浸潤后，倒入6g的高錳酸鉀粉末，攪拌均勻，趁熱快速倒入模具，搗實，冷卻成型。將蠟砂比例為I :1、1 :2、1 :4、1 :6、1 10,1 :15、1 :20的緩釋體，截取含Ig高錳酸鉀的小段，用石蠟封住兩端，分別投入裝有400ml純水的錐形瓶，密封置陰暗處、室溫(20-25°C)保存，定時取樣。取樣時間前期取樣頻繁，分別在0.5、1.5、4、6、12、24、36小時取樣，之后每天取樣一次，用紫外分光光度計于波長525nm處測定其吸光度，根據高錳酸鉀標準曲線方程求得相應高錳酸鉀的濃度。240小時累積高錳酸鉀釋放百分數分別為4. 13%、6. 62%,24. 67%、49. 36%、66. 87%、65. 64% 和 67. 83%,結果見圖 I。表I各種緩釋體的質量配比
權利要求
1.一種復合型高錳酸鉀緩釋劑的制備方法，其特征在于先將石蠟放入容器中，加熱至完全熔化，把硅砂倒入攪拌均勻，待硅砂被石蠟完全浸潤后，加入高錳酸鉀粉末，攪拌均勻，趁熱快速倒入模具，搗實，冷卻成型，制得復合型高錳酸鉀緩釋體。
2.如權利要求I所述一種復合型高錳酸鉀緩釋劑的制備方法，其特征在于所述石蠟采用切片石蠟，熔化溫度控制在57-63°C。
3.如權利要求I所述一種復合型高錳酸鉀緩釋劑的制備方法，其特征在于所述硅砂選用40-70目。
4.如權利要求I所述一種復合型高錳酸鉀緩釋劑的制備方法，其特征在于所述高錳酸鉀研磨成粉末并過100目篩。
5.如權利要求I所述一種復合型高錳酸鉀緩釋劑的制備方法，其特征在于所述硅砂倒入后的攪拌和加入高錳酸鉀粉末后的攪拌采用電動攪拌機，在轉速50-150rpm下攪拌均勻。
6.如權利要求I所述一種復合型高錳酸鉀緩釋劑的制備方法，其特征在于石蠟和硅砂質量比例在1:1-1:20之間。
全文摘要
本發明公開一種復合型高錳酸鉀緩釋劑的制備方法，先將石蠟放入容器中，加熱至完全熔化，把硅砂倒入攪拌均勻，待硅砂被石蠟完全浸潤后，加入高錳酸鉀粉末，攪拌均勻，趁熱快速倒入模具，搗實，冷卻成型，制得具有不同緩釋時間的復合型高錳酸鉀緩釋體。本發明針對液體和粉末高錳酸鉀原位化學氧化去除地下水污染物過程中存在的氧化劑利用率低、無選擇性消耗大、氧化劑的傳質等問題，實現了氧化劑的緩慢釋放、有效傳輸和高效氧化等目的。
文檔編號C02F1/72GK102897891SQ20121031175
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月28日 優先權日2012年8月28日
發明者苑寶玲, 付明來, 曾秋生 申請人:華僑大學