一种土壤修复剂的制备方法与流程

1.本公开涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种土壤修复剂的制备方法。


背景技术：

2.由于大气沉降、污水灌溉、固体废弃物填埋渗漏等，导致大量的多环芳烃进入到土壤中，且由于多环芳烃水溶性差，极易吸附在土壤颗粒上，因此使得多环芳烃成为土壤中典型的有毒有机污染物，具有多环芳烃的土壤会直接或间接的对人体造成伤害，因此修复被多环芳烃污染的土壤是十分重要的。目前的土壤修复工艺如生物修复、物理化学修复、化学与生物相结合修复等仍难以经济且高效的去除土壤中的多环芳烃。


技术实现要素：

3.本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本公开的目的在于提供一种土壤修复剂的制备方法。
5.为达到上述目的，本公开提供一种土壤修复剂的制备方法，包括：获取酒石酸钠、葡萄糖和七水合硫酸亚铁；将所述酒石酸钠、所述葡萄糖和所述七水合硫酸亚铁按重量比混合，得到原料；将所述原料溶于去离子水中并持续搅拌第一时间，得到混合液；将所述混合液在第一温度下加热，并持续第二时间，得到凝胶；将所述凝胶在第二温度下加热，并持续第三时间，得到所述土壤修复剂。
6.可选的，所述将所述酒石酸钠、所述葡萄糖和所述七水合硫酸亚铁按重量比混合，得到原料包括：获取1.7克-2.5克的所述酒石酸钠作为第一组分；获取0.3克-0.6克的所述葡萄糖作为第二组分；获取1.8克-2.3克的所述七水合硫酸亚铁作为第三组分；将所述第一组分、所述第二组分和所述第三组分混合，得到所述原料。
7.可选的，所述去离子水是18毫升-23毫升，所述第一时间是17分钟-24分钟。
8.可选的，所述第一温度是90度-110度，所述第二时间是8小时-12小时。
9.可选的，所述第二温度是330度-360度，所述第三时间是2.7小时-3.1小时。
10.可选的，所述将所述混合液在第一温度下加热包括：将所述混合液置于烘箱中；将烘箱的温度调至所述第一温度。
11.可选的，所述将所述凝胶在第二温度下加热包括：将所述凝胶置于马弗炉中；将所述马弗炉的温度调至所述第二温度。
12.可选的，所述将所述凝胶在第二温度下加热，并持续第三时间，得到所述土壤修复剂之后，所述制备方法还包括：将所述土壤修复剂冷却至第三温度；通过去离子水和乙醇对所述土壤修复剂交替清洗多次；将所述土壤修复剂在第四温度下真空干燥第四时间。
13.可选的，所述第四温度是75度-93度，所述第四时间是10小时-13小时。
14.可选的，所述第三温度是17度-28度，去离子水和乙醇对所述土壤修复剂交替清洗4次-7次。
15.本公开提供的技术方案可以包括以下有益效果：
16.将酒石酸钠、葡萄糖和七水合硫酸亚铁的混合物作为原料，使凝胶易于被低温碳化，进而使土壤修复剂能够在光线的催化下对多环芳烃进行降解，同时，通过将原料溶于去离子水并加热成凝胶，使土壤修复剂能够形成固态结构，不仅便于土壤修复剂的储存、携带，而且大大延长了土壤修复剂在土壤中的留存时间，有效提高了土壤修复剂对多环芳烃的降解效率。
17.本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
18.本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1是本公开一实施例提出的土壤修复剂的制备方法的结构示意图。
具体实施方式
20.下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。相反，本公开的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
21.如图1所示，本公开实施例提出一种土壤修复剂的制备方法，包括：
22.s1：获取酒石酸钠、葡萄糖和七水合硫酸亚铁；
23.s2：将酒石酸钠、葡萄糖和七水合硫酸亚铁按重量比混合，得到原料；
24.s3：将原料溶于去离子水中并持续搅拌第一时间，得到混合液；
25.s4：将混合液在第一温度下加热，并持续第二时间，得到凝胶；
26.s5：将凝胶在第二温度下加热，并持续第三时间，得到土壤修复剂。
27.可以理解的是，将酒石酸钠、葡萄糖和七水合硫酸亚铁的混合物作为原料，使凝胶易于被低温碳化，进而使土壤修复剂能够在光线的催化下对多环芳烃进行降解，同时，通过将原料溶于去离子水并加热成凝胶，使土壤修复剂能够形成固态结构，不仅便于土壤修复剂的储存、携带，而且大大延长了土壤修复剂在土壤中的留存时间，有效提高了土壤修复剂对多环芳烃的降解效率。
28.需要说明的是，酒石酸钠是一种有机化合物，分子式是c4h4na2o6，酒石酸钠是透明无色棱柱状结晶或白色结晶性粉末，在空气中略有吸湿性，酒石酸钠溶于水，酒石酸钠溶液具有左旋性并呈中性，5％酒石酸钠溶液的ph值是7-9，酒石酸钠不溶于乙醇、乙醚，在120℃时酒石酸钠失去结晶水，再加热则分解。酒石酸钠灼烧时散发出糖燃烧的气味，其残渣呈强碱性，遇酸产生泡沫。
29.其中，酒石酸钠的获取方式可以根据实际需要进行设置，示例的，加热溶解于水中的酒石酸，然后用碳酸钠或氢氧化钠中和，最后浓缩后结晶得到酒石酸钠或用乙醇使结晶析出得到酒石酸钠；将酒石酸和等摩尔量的氢氧化钠溶于水并将混合溶液冷却，或在酒石酸钠的溶液中加入等摩尔量的酒石酸并将溶液冷却。必要时可加入乙醇，即可得到一水酒
石酸氢钠；将酒石酸溶于水后加热，然后加入十水合碳酸钠中和过滤，滤液浓缩后在搅拌下逐渐冷却，然后抽滤结晶并用水洗涤，最后置于室温下干燥，即可得到纯品酒石酸钠。
30.葡萄糖是一种有机化合物，分子式c6h
12
o6，葡萄糖是自然界分布最广且最为重要的一种单糖，其是一种多羟基醛，纯净的葡萄糖为无色晶体，易溶于水，微溶于乙醇，但不溶于乙醚，天然葡萄糖溶液旋光向右，故属于右旋糖。
31.葡萄糖的获取方式可以根据实际需要进行设置，示例的，将食用玉米淀粉用食品级酸和/或酶部分水解得到糖类水溶液，将糖类水溶液净化、浓缩后得到葡萄糖；将淀粉经盐酸或稀硫酸水解得到葡萄糖；将淀粉在淀粉糖化酶的作用下得到葡萄糖。
32.七水合硫酸亚铁是一种无机盐，化学式feso4·
7h2o，七水合硫酸亚铁是单斜晶体，晶体为短柱状、厚板状、细粒状或纤维状，集合体呈粒块状、纤维放射状块体或皮壳、被膜，七水合硫酸亚铁易溶于水，但不溶于乙醇，七水合硫酸亚铁在干燥空气中会风化，在潮湿空气中易氧化成棕黄色碱式硫酸铁。
33.七水合硫酸亚铁的获取方式可以根据实际需要进行设置，示例的，将铁屑溶于硫酸中并加热至不再溶解为止，将溶液过滤并用硫酸酸化，然后冷却，冷却后通入硫化氢至饱和，静置2天-3天，然后在水浴上加热后过滤，滤液倒入馏烧瓶中，向馏烧瓶中通入不含氧的二氧化碳，蒸发至一半后在二氧化碳气中进行结晶，然后吸滤出结晶并进行水洗、乙醇洗，最后在30度下进行干燥得到硫酸亚铁；将钛铁矿用硫酸分解成钛白粉时，同时分解时生成硫酸亚铁和硫酸铁，三价铁用铁丝还原成二价铁，经冷冻结晶得到硫酸亚铁。
34.酒石酸钠、葡萄糖和七水合硫酸亚铁按重量比混合时，酒石酸钠、葡萄糖和七水合硫酸亚铁的混合顺序可以根据实际需要进行设置，对此不作限制，同时，酒石酸钠、葡萄糖和七水合硫酸亚铁的混合容器可以根据实际需要进行设置，示例的，容器可以是试管、玻璃杯等。
35.去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水，去离子水的获取方式可以根据实际需要进行设置，示例的，离子交换树脂制取去离子水：将原水依次经过原水、多介质过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器、阳床、阴床、混床和后置保安过滤器后得到去离子水；反渗透-离子交换设备制取去离子水：将原水依次经过多介质过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器、反渗透设备、混床、超纯水箱、超纯水泵和后置保安过滤器后得到去离子水；反渗透设备与电去离子设备进行搭配制取去离子水：将原水依次经过多介质过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器、反渗透设备、电去离子、超纯水箱、超纯水泵和后置保安过滤器后得到去离子水。
36.去离子水的容器可以根据实际需要进行设置，示例的，容器可以是试管、玻璃杯等。
37.土壤修复剂在使用时可以设置为粒状，同时根据不同的土壤设置土壤修复剂的粒度模数，以使土壤修复剂对多环芳烃具有最优的降解效果。
38.在一些实施例中，s2中，将酒石酸钠、葡萄糖和七水合硫酸亚铁按重量比混合，得到原料包括：
39.s21：获取1.7克-2.5克的酒石酸钠作为第一组分；
40.s22：获取0.3克-0.6克的葡萄糖作为第二组分；
41.s23：获取1.8克-2.3克的七水合硫酸亚铁作为第三组分；
42.s24：将第一组分、第二组分和第三组分混合，得到原料。
43.可以理解的是，将酒石酸钠、葡萄糖和七水合硫酸亚铁按照接近4:1:4的重量比进行混合，以使土壤修复剂能够在光线的催化下对多环芳烃进行更为充分的降解，且使混合后的原料更易于形成固态的结构，有效延长土壤修复剂在土壤中的留存时间。由此有效提高了土壤修复剂对多环芳烃的降解效率。
44.需要说明的是，酒石酸钠的重量可以根据实际需要进行设置，示例的，酒石酸钠重量可以是1.7克、1.8克、2克、2.3克、2.4克、2.5克等。
45.葡萄糖的重量可以根据实际需要进行设置，示例的，葡萄糖的重量可以是0.3克、0.4克、0.5克、0.6克等。
46.七水合硫酸亚铁的重量可以根据实际需要进行设置，示例的，七水合硫酸亚铁的重量可以是1.8克、2克、2.1克、2.2克、2.3克等。
47.其中，优选的，酒石酸钠重量是2克，葡萄糖的重量是0.5克，葡萄糖的重量是2克，由此使酒石酸钠、葡萄糖和七水合硫酸亚铁重量比为4:1:4，按照该重量比制备的土壤修复剂，其降解效率在90％以上。
48.在一些实施例中，去离子水是18毫升-23毫升，第一时间是17分钟-24分钟。
49.可以理解的是，将原料溶于去离子水中，避免水中的离子杂质与原料发生反应，有效减小外部因素对土壤修复剂制备过程中的影响，且通过将去离子水设置为18毫升-23毫升，将第一时间设置为17分钟-24分钟，以使原料能够充分溶于去离子水中，使酒石酸钠、葡萄糖和七水合硫酸亚铁之间能够更为均匀、稳定的混合反应，保证土壤修复剂对土壤中多环芳烃的高效降解。
50.需要说明的是，去离子水的容积可以根据实际需要进行设置，示例的，去离子水的容积可以是18毫升、19毫升、20毫升、22毫升、23毫升等。
51.第一时间即原料溶于去离子水中后的搅拌时间，第一时间的取值可以根据实际需要进行设置，示例的，第一时间可以是17分钟、18分钟、20分钟、21分钟、24分钟等。
52.其中，优选的，当酒石酸钠重量是2克、葡萄糖的重量是0.5克和葡萄糖的重量是2克时，去离子水的容积是20毫升，第一时间是20分钟。
53.在一些实施例中，第一温度是90度-110度，第二时间是8小时-12小时。
54.可以理解的是，将混合液在第一温度下持续加热第二时间，使混合液中的水分能够充分蒸发，以得到凝胶，使最终得到的土壤修复剂呈固态结构，从而便于土壤修复剂的储存、携带，且大大延长土壤修复剂在土壤中的留存时间，有效提高了土壤修复剂对多环芳烃的降解效率。
55.其中，通过90度-110度和8小时-12小时的设置，使混合液中水分能够充分蒸发的同时避免破坏混合液中组分的结构，保证土壤修复剂对多环芳烃的高效降解。
56.需要说明的是，第一温度是混合液的加热温度，第一温度的取值可以根据实际需要进行设置，示例的，第一温度可以是90度、93度、97度、100度、101度、106度、110度等。
57.第二时间是混合液的加热时间，第二时间的取值可以根据实际需要进行设置，示例的，第二时间可以是8小时、8.7小时、9小时、9.3小时、10小时、10.4小时、11小时、12小时等。
58.其中，优选的，当酒石酸钠重量是2克、葡萄糖的重量是0.5克和葡萄糖的重量是2克时，第一温度是100度，第二时间是10小时。
59.在一些实施例中，第二温度是330度-360度，第三时间是2.7小时-3.1小时。
60.可以理解的是，将凝胶在第二温度下持续加热第三时间，使凝胶能够实现低温碳化，从而延长土壤修复剂在土壤中的留存时间，且保证土壤修复剂对多环芳烃的高效降解。
61.其中，通过330度-360度和2.7小时-3.1小时的设置，使凝胶能够碳化的同时避免破坏凝胶中组分的结构，保证土壤修复剂对多环芳烃的高效降解。
62.需要说明的是，第二温度是凝胶的加热温度，第二温度的取值可以根据实际需要进行设置，示例的，第二温度可以是330度、342度、350度、354度、360度等。
63.第三时间是凝胶的加热时间，第三时间的取值可以根据实际需要进行设置，示例的，第三时间可以是2.7小时、2.8小时、3小时、3.1小时等。
64.其中，优选的，当酒石酸钠重量是2克、葡萄糖的重量是0.5克和葡萄糖的重量是2克时，第二温度是350度，第三时间是3小时。
65.在一些实施例中，s4中，将混合液在第一温度下加热包括：
66.s41：将混合液置于烘箱中；
67.s42：将烘箱的温度调至第一温度。
68.可以理解的是，通过烘箱的加热，使混合液在第一温度下能够充分蒸发出水分，从而得到凝胶，使最终得到的土壤修复剂呈固态结构，进而便于土壤修复剂的储存、携带，且大大延长土壤修复剂在土壤中的留存时间，有效提高了土壤修复剂对多环芳烃的降解效率。
69.需要说明的是，烘箱外壳一般采用薄钢板制作，表面烤漆，内腔采用优质的结构钢板制作，外壳与内腔之间填充硅酸铝纤维，加热器设置在底部，也可设置在顶部或两侧，温度控制仪表采用数显智能表。其中，烘箱的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。
70.在一些实施例中，s5中，将凝胶在第二温度下加热包括：
71.s51：将凝胶置于马弗炉中；
72.s52：将马弗炉的温度调至第二温度。
73.可以理解的是，通过马弗炉的加热，使凝胶在第二温度下能够充分的碳化，从而得到土壤修复剂，并且延长土壤修复剂在土壤中的留存时间，保证土壤修复剂对多环芳烃的高效降解。
74.需要说明的是，马弗炉也称电炉、电阻炉、茂福炉、马福炉等，马弗炉是一种通用的加热设备，依据外观形状可分为箱式炉、管式炉和坩埚炉。马弗炉的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。
75.在一些实施例中，将凝胶在第二温度下加热，并持续第三时间，得到土壤修复剂之后，制备方法还包括：
76.s6：将土壤修复剂冷却至第三温度；
77.s7：通过去离子水和乙醇对土壤修复剂交替清洗多次；
78.s8：将土壤修复剂在第四温度下真空干燥第四时间。
79.可以理解的是，将土壤修复剂冷却至第三温度且通过去离子水和乙醇对土壤修复剂交替清洗并真空干燥，以去除土壤修复剂表面的杂质等，保证土壤修复剂对多环芳烃的高效降解。
80.需要说明的是，乙醇是一种有机化合物，分子式c2h6o，乙醇也称酒精，其在常温常压下是一种易挥发的无色透明液体，易燃，能与水以任意比互溶。
81.在一些实施例中，第四温度是75度-93度，第四时间是10小时-13小时。
82.可以理解的是，将土壤修复剂在第四温度下持续干燥第四时间，使土壤修复剂表面的水分和乙醇能够被充分去除，从而保证土壤修复剂对多环芳烃的高效降解。
83.其中，通过75度-93度和10小时-13小时的设置，使土壤修复剂表面的水分和乙醇能够被充分去除，保证土壤修复剂对多环芳烃的高效降解。
84.需要说明的是，第四温度是土壤修复剂的干燥温度，第四温度的取值可以根据实际需要进行设置，示例的，第四温度可以是75度、78度、90度、91度、93度等。
85.第四时间是土壤修复剂的干燥时间，第四时间的取值可以根据实际需要进行设置，示例的，第四时间可以是10小时、10.8小时、11小时、11.3小时、12小时、13小时等。
86.其中，优选的，当酒石酸钠重量是2克、葡萄糖的重量是0.5克和葡萄糖的重量是2克时，第四温度是90度，第四时间是12小时。
87.在一些实施例中，第三温度是17度-28度，去离子水和乙醇对土壤修复剂交替清洗4次-7次。
88.可以理解的是，将土壤修复剂冷却到第三温度，并通过去离子水和乙醇对土壤修复剂交替清洗，以充分清除土壤修复剂表面的杂质等，保证土壤修复剂对多环芳烃的高效降解。
89.其中，通过17度-28度和4次-7次的设置，使土壤修复剂表面的水分和乙醇能够被充分去除，保证土壤修复剂对多环芳烃的高效降解。
90.需要说明的是，第三温度是土壤修复剂冷却后的温度，第三温度的取值可以根据实际需要进行设置，示例的，第三温度可以是17度、19度、20度、24度、28度等。
91.土壤修复剂交替清洗的次数可以根据实际需要进行设置，示例的，土壤修复剂交替清洗的次数可以是4次、5次、6次、7次等。
92.在本公开的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
93.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本公开的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本公开的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
94.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
95.尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。