本發(fā)明涉及環(huán)境地球化學,具體而言,涉及一種凹凸棒石改性生物炭制備方法及其在石油污染修復中的應用。
背景技術(shù):
1、石油作為現(xiàn)代社會最主要的能源之一,在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位,也是重要的戰(zhàn)略儲備資源。在石油運輸、開采和精煉的過程中都有可能導致原油泄露,造成大氣、水體和土壤等不同程度的污染。由于石油的高粘度,油渣的成分可能滯留在土壤孔隙中,吸附到土壤礦物表面,或在土壤表面形成連續(xù)覆蓋層。長慶油田石油污染土壤呈現(xiàn)鹽堿化和板結(jié)化特征,表層土壤中的石油通過自重、河水沖刷或者降雨淋濾等作用向下遷移,甚至進入地下水體,而一旦進入水體中,形成油膜凝聚在水面,降低光的穿透力,導致溶解氧減少,阻礙水底自養(yǎng)生物的光合作用,隨著生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)將對環(huán)境與生態(tài)構(gòu)成威脅,并且危害人類健康。因而,石油烴泄露污染土壤和地下水已成為亟待解決的環(huán)境問題。
2、生物炭是一種富含碳且孔隙結(jié)構(gòu)良好的材料,其中含有許多功能基團,如-oh、-cooh和-cho等,這些含氧官能團與土壤或水中的污染物發(fā)生相互作用,可以固定污染物,并且有助于陽離子吸附過程。凹凸棒石也是一種天然的水合鎂硅酸鹽晶體,具有中等陽離子交換容量、較大的比表面積以及豐富的表面活性基團。因其成本低、自然資源豐富和無毒性是一種絕佳的低成本吸附劑。因此,以玉米芯生物炭和凹凸棒石為原料制備改性生物炭,并且探究ph和鹽度對于改性生物炭吸附量的影響。這既為石油烴吸附材料制備提供了新方法,也達到了廢物回收利用、低成本的目的,同時為石油烴污染的鹽堿土壤的治理提供新思路。
3、鑒于此,特提出本發(fā)明。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種凹凸棒石改性生物炭制備方法及其在石油污染修復中的應用以解決石油烴污染的鹽堿土壤治理難的問題。
2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
3、第一方面,本發(fā)明提供了一種凹凸棒石改性生物炭的制備方法,其包括如下步驟:
4、(1)將用于制備生物炭的原料進行熱解,熱解溫度為400±5℃或700±5℃,熱解時間為?2h±0.2h;冷卻后,研磨篩分出100-200目,然后用hcl改性并洗滌至中性,干燥后獲得生物炭;
5、(2)將生物炭與凹凸棒石按照質(zhì)量比為1-3:1-3的比例混合,超聲處理,進行篩分獲得目標粒徑的混合物;然后進行熱解,熱解溫度為400±5℃或700±5℃;
6、(3)取熱解產(chǎn)物進行洗滌、干燥獲得凹凸棒石改性生物炭。
7、第二方面,本發(fā)明還提供了一種凹凸棒石改性生物炭,其由上述的凹凸棒石改性生物炭的制備方法制得。
8、第三方面,本發(fā)明還提供了凹凸棒石改性生物炭在石油烴污染修復中的應用。
9、第四方面,本發(fā)明還提供了一種去除石油烴的方法,其包括如下步驟:將上述的凹凸棒石改性生物炭施用于待吸附物上;待吸附物為被石油污染的環(huán)境。
10、本發(fā)明具有以下有益效果:
11、本發(fā)明提供的凹凸棒石改性生物炭能在鹽堿環(huán)境對石油烴保持很好的吸附性能,說明凹凸棒石改性的生物炭完全適應于鹽堿環(huán)境。
12、研究表明,本發(fā)明提供的凹凸棒石改性生物炭從0.2%的低鹽度到8%的超高鹽度的鹽堿環(huán)境對石油烴均具有很好的吸附效率??沙晒糜谌コ吞細浠衔?,能使得碳原子較大的正構(gòu)烷烴逐漸斷裂形成碳原子較小的正構(gòu)烷烴,芳烴也可以發(fā)生氧化和開環(huán)反應生成碳原子較少的碳氫化合物,經(jīng)過凹凸棒石改性生物炭處理石油污染的樣本,能使得樣本中芳香族化合物被成功吸附,使得大分子的石油烴生成小分子烴。
13、因此,凹凸棒石改性生物炭為石油烴污染的鹽堿土壤的治理提供新方法。
1.一種凹凸棒石改性生物炭的制備方法,其特征在于,其包括如下步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凹凸棒石改性生物炭的制備方法,其特征在于,步驟(1)和步驟(3)中的熱解溫度相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的凹凸棒石改性生物炭的制備方法,其特征在于,所述步驟(1)的熱解溫度為400℃時,所述步驟(2)生物炭與凹凸棒石按照質(zhì)量比為2:1的比例混合;
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凹凸棒石改性生物炭的制備方法,其特征在于,所述用于制備生物炭的原料是指農(nóng)林廢棄物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凹凸棒石改性生物炭的制備方法,其特征在于,所述農(nóng)林廢棄物包括農(nóng)業(yè)廢棄物和林業(yè)廢棄物,所述農(nóng)業(yè)廢棄物選自玉米秸稈、玉米芯中的至少一種;
6.一種凹凸棒石改性生物炭,其特征在于,其由權(quán)利要求1-5任一項所述的凹凸棒石改性生物炭的制備方法制得。
7.如權(quán)利要求6所述的凹凸棒石改性生物炭在石油污染修復中的應用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應用,其特征在于,所述應用在如下(1)-(2)中至少一項中的應用:
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應用,其特征在于,所述凹凸棒石改性生物炭用于原油吸附;
10.一種去除石油烴的方法,其特征在于,其包括如下步驟:將權(quán)利要求1-5任一項所述的凹凸棒石改性生物炭施用于待吸附物上;所述待吸附物為被石油污染的環(huán)境。