一種去除污染土壤中鉛的淋洗體系的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種去除污染土壤中鉛的淋洗體系，其包含氯化膽堿/尿素離子液體和草酸；其制備方法包含以下步驟：先分別稱取尿素和氯化膽堿，真空干燥后混勻，然后在100℃油浴中將其加熱攪拌0.5h，得到無色黏稠液體，即為氯化膽堿/尿素離子液體，最后將草酸與氯化膽堿/尿素離子液體充分混勻，即可；其使用方法為：取污染土壤，加入去除污染土壤中鉛的淋洗體系，采用混合振蕩淋洗，即完成鉛污染土壤修復(fù)。本發(fā)明的去除污染土壤中鉛的淋洗體系具有低成本、環(huán)境友好、易于制備、高效等優(yōu)勢，通過低共熔離子液體與有機酸的協(xié)同作用提高淋洗效率，能夠用于礦區(qū)土壤處置，應(yīng)用前景好。
【專利說明】
一種去除污染土壤中鉛的淋洗體系
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于土壤污染修復(fù)領(lǐng)域，特別涉及一種去除污染土壤中鉛的淋洗體系。
【背景技術(shù)】
[0002] 土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)是目前關(guān)注的熱點問題之一，重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù) 從原理看主要通過固化作用和活化作用，并相應(yīng)發(fā)展出了物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和植物修復(fù) 技術(shù)?；瘜W(xué)修復(fù)技術(shù)包括化學(xué)固定、化學(xué)萃取、土壤淋洗技術(shù)等。土壤淋洗技術(shù)是目前報道 較多的土壤修復(fù)技術(shù)之一，具有修復(fù)效率高、見效快等、投資及消耗較少等優(yōu)點，可用于處 理高、中水平的污染土壤。
[0003] 土壤淋洗修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵是尋找一種萃取溶解能力強、不破壞土壤性質(zhì)、無二次 污染、經(jīng)濟、高效的淋洗體系。市面上的一些無機淋洗劑效果好、速度快、成本低。但無機淋 洗過程會改變土壤pH、破壞土壤理化性質(zhì)，并且難以再生，還有大量淋出液需處理。螯合淋 洗劑可使重金屬從土壤顆粒表面解吸并轉(zhuǎn)化為可溶態(tài)，淋洗效果突出，常用的人工螯合劑 有EDTA、NTA、DTPA等。但人工螯合劑價格昂貴，且生物降解性較差，易在土壤中殘留。近年 來，天然有機酸螯合淋洗劑發(fā)展迅速，研究表明天然有機酸，如檸檬酸、醋酸、草酸、蘋果酸、 丙二酸可與重金屬形成溶解性較高的金屬配合物、螯合物或多元配合物，從而降低土壤顆 粒對重金屬的吸附作用，對土壤中重金屬具有良好的淋萃效果，具有較好生物降解性，對土 壤理化性影響小，無二次污染，具有廣闊的應(yīng)用前景。研究表明在淋萃體系中加入表面活性 劑，可增強有機配體在水中的溶解性，促進金屬陽離子或配合物轉(zhuǎn)移到液相。但合成表面活 性劑同樣難降解，成本高。
[0004] 離子液體以其不易揮發(fā)、寬沸程、強的靜電場、寬的電化學(xué)窗口、良好的導(dǎo)電與導(dǎo) 熱性、高比熱容與儲能、高熱穩(wěn)定性、選擇性溶解性能和可設(shè)計性等優(yōu)點，在綠色化學(xué)和工 程化學(xué)中受到越來越多的關(guān)注，并被應(yīng)用于有機合成、萃取分離、生物催化、納米材料、電化 學(xué)等領(lǐng)域。大多數(shù)離子液體還存在價格昂貴、提純和制備困難，具有腐蝕性等問題，限制了 離子液體的工業(yè)化應(yīng)用。在冶金領(lǐng)域，離子液體被當做從硫化礦中浸取金，銀，銅和堿金屬 的浸出溶劑。并對許多難溶解金屬化合物展現(xiàn)了特殊的溶解性能力。
[0005] 由某些固體有機分子和特定的離子型化合物按照一定比例混合，可得到室溫下呈 液體狀態(tài)的低共熔混合物，這類低共熔混合物同樣具備典型離子液體的特點：蒸氣壓低，導(dǎo) 電性高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，零飽和蒸氣壓，室溫呈液態(tài)，室溫高電導(dǎo)率等，這類由有機分子和離 子型化合物構(gòu)成的體系被稱之為低共熔離子液體，使用尿素、膽堿等低成本原料，可生物降 解，只需將尿素和氯化膽堿等兩種原料混合加熱到一定溫度即可合成。由于制備原料成本 低廉、易于合成、易生物降解、無環(huán)境副作用，所以低共熔離子液體是一種更為綠色的離子 液體。已經(jīng)在有機合成、分離工程、電化學(xué)等領(lǐng)域取得了一些研究進展。低共熔離子液體對 多種難溶解的金屬及其他化合物，包括貴金屬、金屬氧化物、甚至難溶解的硫化物展現(xiàn)了良 好的溶解性能，具有了作為土壤重金屬淋洗劑的潛力。但是，對于低共熔離子液體的研究還 處于初始階段，對金屬化合物溶解相關(guān)的研究還非常有限，作為土壤重金屬萃取/淋洗劑的 研究更鮮見報道。因此，使用低共熔離子液體作為淋洗劑對去除污染土壤中的重金屬很有 意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是在于提供一種去除污染土壤中鉛的 淋洗體系，以去除污染土壤中的重金屬鉛，保證該體系的原料成本低廉、易于合成、易生物 降解、無環(huán)境副作用。
[0007] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
[0008] 一種去除污染土壤中鉛的淋洗體系，包含氯化膽堿/尿素離子液體和草酸。
[0009] 進一步地，所述氯化膽堿/尿素離子液體的體積為1 ，優(yōu)選3%。
[0010] 進一步地，所述草酸的濃度為0.0 lmol/L-0.4mol/L，優(yōu)選0.2mol/L。
[0011] 進一步地，所述淋洗體系的制備方法包含以下步驟:先分別稱取13g尿素和15g氯 化膽堿，使其摩爾比為2:1，并在80°C下真空干燥，24h后將干燥后的所述尿素和氯化膽堿混 勻，然后在100°C油浴中將其加熱攪拌0.5h，得到無色黏稠液體，即為所述氯化膽堿/尿素離 子液體;將所述草酸與所述氯化膽堿/尿素離子液體充分混勻，保存于玻璃干燥器中即可。
[0012] 進一步地，所述淋洗體系的使用方法為:取污染土壤，加入所述去除污染土壤中鉛 的淋洗體系，采用混合振蕩淋洗，即完成鉛污染土壤修復(fù)。
[0013]進一步地，本發(fā)明中采用的所述污染土壤中鉛的濃度為1.891 X 103mg/kg。
[0014]進一步地，所述污染土壤與所述淋洗體系的液固比為5:1-20:1;優(yōu)選10:1。
[0015]進一步地，所述混合振蕩淋洗的時間為1 _6h，優(yōu)選4h。
[0016] 本發(fā)明的去除污染土壤中鉛的淋洗體系原料成本低廉、極易合成，且使用濃度低、 生物可降解性好，具有低成本、環(huán)境友好、易于制備、高效等優(yōu)勢，通過低共熔離子液體與有 機酸的協(xié)同作用提高了淋洗效率，能夠用于礦區(qū)土壤處置，應(yīng)用前景好。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。
[0018] 實施例
[0019] 實施例1
[0020] 依次稱取0.500g土樣于一系列15mL離心管內(nèi)，分別加入0.2mol/L草酸，再分別加 入占液體總體積1%、2%、3%、4%、5%的氯化膽堿/尿素離子液體。恒溫振蕩411，在400(^/ min離心20min，取上清液lml于25ml比色管，用1.5 % HN03定容備測，每組3個平行，不同體積 氯化膽堿/尿素離子液體對土壤中鉛的去除效果見表1。
[0021]表1
[0023] 實施例2
[0024]依次稱取0.50(^土樣于一系列15!^離心管內(nèi)，均加入3%的氯化膽堿/尿素離子液 體，再分別加入濃度為0.2mol/L的草酸，固定液固比5:1、7.5:1、10:1、12.5:1、15:1、20:1， 恒溫振蕩4h，在3500r/min離心15min，取上清液lml于25ml比色管，用1.5%HN03定容備測， 每組3個平行，不同液固比對土壤中鉛的去除效果見表2。
[0025]表 2
[0027] 實施例3
[0028]依次稱取0.50(^土樣于一系列15!^離心管內(nèi)，均加入3%的氯化膽堿/尿素離子液 體，再分別加入濃度為0.2mol/L的草酸9.7mL，固定液固比為20:1，分別恒溫振蕩lh、2h、3h、 3 ? 5h、4h、4 ? 5h、6h，在 4000r/min離心 20min，取上清液 lml于25ml比色管，用1 ? 5%HN〇3 定容 備測，每組3個平行，不同振蕩時間對土壤中鉛的去除效果見表3。
[0029]表3
[0031] 對照組
[0032] 依次稱取0? 500g土樣于一系列15mL離心管內(nèi)，分別加入濃度為0.01、0? 03、0? 05、 0.10、0.15、0.20、0.40mol/L的草酸 10mL。恒溫振蕩4h，在4000r/min離心20min，取上清液 lml于25ml比色管，用1.5%HN03定容備測，每組3個平行，不同濃度草酸對土壤中鉛的去除 率見表4。
[0033]表 4
[0035] 通過上述數(shù)據(jù)可以看出，采用本發(fā)明將草酸和氯化膽堿/尿素離子液體加入污染 土壤中，混合振蕩淋洗，污染土壤中的鉛的去除率可達到70.1 %，較對照組單獨使用草酸時 提高了 20.3%，且修復(fù)效果好、處理時間短、所需淋洗體系的量較少，對土壤破壞小。
[0036] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳案例，并不對本發(fā)明做出任何限制，凡是針對本發(fā)明 技術(shù)內(nèi)容對以上實施案例所做的任何簡單修改、變更、模仿均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護 范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種去除污染土壤中鉛的淋洗體系，包含氯化膽堿/尿素離子液體和草酸。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除污染土壤中鉛的淋洗體系，其特征在于，所述氯化膽堿/ 尿素離子液體的體積為1 %-5%，優(yōu)選3%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除污染土壤中鉛的淋洗體系，其特征在于，所述草酸的濃度 為O · Olmol/L-O · 4mol/L，優(yōu)選 O · 2mol/L。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除污染土壤中鉛的淋洗體系，其特征在于，所述淋洗體系的 制備方法包含以下步驟:先分別稱取13g尿素和15g氯化膽堿，并在80°C下真空干燥，24h后 將干燥后的所述尿素和氯化膽堿混勻，然后在l〇〇°C油浴中將其加熱攪拌0.5h，得到無色黏 稠液體，即為所述氯化膽堿/尿素離子液體;將所述草酸與所述氯化膽堿/尿素離子液體充 分混勻，保存于玻璃干燥器中即可。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除污染土壤中鉛的淋洗體系，其特征在于，所述淋洗體系的 使用方法為:取污染土壤，加入所述去除污染土壤中鉛的淋洗體系，采用混合振蕩淋洗，即 完成鉛污染土壤修復(fù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的淋洗體系的使用方法，其特征在于，所述污染土壤中鉛的濃度 為1.891 X 103mg/kg。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的淋洗體系的使用方法，其特征在于，所述污染土壤與所述淋洗 體系的液固比為5:1-20:1;優(yōu)選10:1。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的淋洗體系的使用方法，其特征在于，所述混合振蕩淋洗的時間 為l-6h，優(yōu)選4h。
【文檔編號】B09C1/02GK105880274SQ201610327397
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】高云濤, 高金婷, 熊華斌, 李曉芬, 鄭琰, 魏薇
【申請人】云南民族大學(xué)