本發(fā)明涉及重金屬處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種土壤重金屬吸附劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國近幾十年工業(yè)的快速發(fā)展，各類工業(yè)如礦冶、機(jī)械制造、化工、電子、儀表等工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的含重金屬的廢水未經(jīng)嚴(yán)格處理進(jìn)入水體，隨著水系的分布和農(nóng)業(yè)灌溉用水的需要進(jìn)入農(nóng)田環(huán)境，導(dǎo)致了農(nóng)耕土壤的重金屬污染。
土壤重金屬首先通過農(nóng)產(chǎn)品根部吸收產(chǎn)生累積和在植物體內(nèi)遷移，當(dāng)污染含量超過農(nóng)作物的最大允許濃度時(shí),農(nóng)產(chǎn)品的食用安全就難以得到保障。因此，土壤重金屬污染嚴(yán)重危害著包括人類在內(nèi)的各種生命體的健康與生存。土壤重金屬污染具有持久性，生物富集性和放大等作用，如何有效地治理重金屬土壤污染己成為人類共同關(guān)注的問題。
目前治理重金屬污染的方法主要有：礦物材料吸附、液吸附劑萃取、離子交換、乳酸菌吸附以及螯合劑螯合等。這些方法對處理重金屬污染有一定的效果，但是也存在著處理成本高、解吸步驟繁瑣、循環(huán)利用比較困難以及二次污染等缺點(diǎn)，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求，因而使用受到一定的限制，不易于大面積推廣使用。
介孔材料是孔徑為2-50nm的多孔材料，其中介孔硅具有良好的生物相容性以及優(yōu)越的重金屬吸附能力，因此已被廣泛應(yīng)用于吸附材料領(lǐng)域。介孔硅單獨(dú)使用基團(tuán)含量有限、負(fù)載性能不高，通過對其的改進(jìn)如動(dòng)物蛋白的雜化則由于成本過高限制了應(yīng)用范圍。因此需要通過對其進(jìn)行深加工以滿足其在重金屬中的作用，成為土壤重金屬吸附處理的理想材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種土壤重金屬吸附劑及其制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種土壤重金屬吸附劑，通過以下方法制備：
（1）將甘蔗渣烘干后放入粉碎機(jī)中粉碎，過80-100目篩，得到甘蔗粉渣，將粉渣置于亞麻籽油中，加熱至60-70℃，待粉渣飽和后過濾，得到浸油粉渣備用；
（2）將活性污泥投入發(fā)酵池中密封發(fā)酵，待發(fā)酵完全后取出并與浸油粉渣按質(zhì)量比8-10：1混合，先將混合物在110-115℃下烘干得干燥物，再將干燥物放置于煅燒爐中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至750-850℃，煅燒2-3小時(shí)后冷卻至室溫并取出，粉碎過120-140目篩，得過篩粉粒備用；
（3）將釀酒葡萄渣與1mol/l氫氧化鈉溶液按料液比1：18-20g/ml混合后升溫至50-55℃，保持恒溫處理120-150分鐘，完成后在3500-4000轉(zhuǎn)/分下離心20-30分鐘，收集上清液并用1mol/l鹽酸溶液調(diào)節(jié)ph至等電點(diǎn)，再次通過3500-4000轉(zhuǎn)/分下離心20-30分鐘，收集固體沉淀，經(jīng)冷凍干燥得到葡萄籽蛋白粉備用；
（4）按重量比（5-6）：（2-2.5）：（22-26）分別稱取十六烷基溴化銨、葡萄籽蛋白粉和正硅酸乙酯，先將十六烷基溴化銨溶解于480-500倍于其質(zhì)量的水中，再向其中加入溶液質(zhì)量1.5-2.0%的1mol/l氫氧化鈉溶液，反復(fù)攪拌均勻后升溫至75-80℃，此時(shí)向其中加入葡萄籽蛋白粉，并在不斷攪拌下滴加正硅酸乙酯，全部混合均勻后保持75-80℃并反應(yīng)100-120分鐘，收集得到的固體并用水沖洗后置于60-62℃條件下干燥，得到植源蛋白改性介孔硅備用；
（5）將步驟2所得過篩粉粒以及硅酸鈉混合后造粒，再向顆粒表面噴高溫霧化水蒸氣至顆粒表面濕潤毛糙，將植源蛋白改性介孔硅均勻噴灑于顆粒表面，待顆粒表面均勻圓潤后再置于55-60℃下烘干，即得本發(fā)明重金屬吸附劑。
所述步驟4中十六烷基溴化銨、葡萄籽蛋白粉、正硅酸乙酯的重量比為5：2：24。
所述步驟5中過篩粉粒和硅酸鈉以質(zhì)量比20-25：1混合造粒。
所述步驟5中造粒粒徑控制在2-5mm。
所述的土壤重金屬吸附劑的使用方法為將重金屬吸附劑通過土表撒施、拌土等方法施用于各類重金屬污染土壤，并根據(jù)土壤污染狀態(tài)每畝施用300-600kg即可。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
本發(fā)明土壤重金屬吸附劑通過廉價(jià)的植源蛋白提取，應(yīng)用于介孔硅的改性，得到植源蛋白摻雜改性的介孔硅，大幅增加了介孔硅表面的還原性基團(tuán)羥基、氨基等，從而提高介孔硅的還原能力與吸附負(fù)載性能，利用改性的介孔硅外包浸油煅燒的生物質(zhì)粉末核心料，將吸附的重金屬通過介孔硅高密度孔道結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移至吸附劑內(nèi)芯，實(shí)現(xiàn)徹底強(qiáng)力吸附土壤中的重金屬元素，使其不會(huì)參與陽離子交換，令土壤中可供植物吸收的重金屬會(huì)大量的減少到可允許范圍內(nèi)，同時(shí)解決土壤板結(jié)現(xiàn)象，對周圍環(huán)境、地表水、地下水等不會(huì)造成二次污染，保障生態(tài)安全和人體健康。本發(fā)明吸附劑原料來源廣泛、制備過程簡單、價(jià)格低廉，極大的降低了土壤重金屬處理的成本。
具體實(shí)施方式
一種土壤重金屬吸附劑，通過以下方法制備：
（1）將甘蔗渣烘干后放入粉碎機(jī)中粉碎，過80目篩，得到甘蔗粉渣，將粉渣置于亞麻籽油中，加熱至60℃，待粉渣飽和后過濾，得到浸油粉渣備用；
（2）將活性污泥投入發(fā)酵池中密封發(fā)酵，待發(fā)酵完全后取出并與浸油粉渣按質(zhì)量比8：1混合，先將混合物在110℃下烘干得干燥物，再將干燥物放置于煅燒爐中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至750℃，煅燒2小時(shí)后冷卻至室溫并取出，粉碎過120目篩，得過篩粉粒備用；
（3）將釀酒葡萄渣與1mol/l氫氧化鈉溶液按料液比1：18g/ml混合后升溫至50℃，保持恒溫處理120分鐘，完成后在3500轉(zhuǎn)/分下離心20分鐘，收集上清液并用1mol/l鹽酸溶液調(diào)節(jié)ph至等電點(diǎn)，再次通過3500轉(zhuǎn)/分下離心20分鐘，收集固體沉淀，經(jīng)冷凍干燥得到葡萄籽蛋白粉備用；
（4）按重量比5.5：2：24分別稱取十六烷基溴化銨、葡萄籽蛋白粉和正硅酸乙酯，先將十六烷基溴化銨溶解于480倍于其質(zhì)量的水中，再向其中加入溶液質(zhì)量1.5%的1mol/l氫氧化鈉溶液，反復(fù)攪拌均勻后升溫至75℃，此時(shí)向其中加入葡萄籽蛋白粉，并在不斷攪拌下滴加正硅酸乙酯，全部混合均勻后保持75℃并反應(yīng)100分鐘，收集得到的固體并用水沖洗后置于60℃條件下干燥，得到植源蛋白改性介孔硅備用；
（5）將步驟2所得過篩粉粒以及硅酸鈉以質(zhì)量比20：1混合后造粒，造粒粒徑控制在2-5mm，再向顆粒表面噴高溫霧化水蒸氣至顆粒表面濕潤毛糙，將植源蛋白改性介孔硅均勻噴灑于顆粒表面，待顆粒表面均勻圓潤后再置于55℃下烘干，即得本發(fā)明重金屬吸附劑。