申请/专利权人：西南科技大学

申请日：2023-12-13

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN117717749A

主分类号：A62D3/33

分类号：A62D3/33;G01N15/08;A62D101/43

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.05#实质审查的生效;2024.03.19#公开

摘要：本发明涉及重金属Pb和Zn的阻隔材料技术领域，公开了一种基于改性粘土中重金属Pb和Zn的阻隔材料的制备工艺，包括以下步骤：步骤一，由正交实验得出最佳制备条件是MgOH2的添加量为膨润土的20％，γ‑Al2O3和SDBS的添加量分别为MgOH2的添加量的5％和3％。通过用MgOH2改性膨润土，一方面可以改善土壤的pH环境，另一方面可以调节水环境的pH，为Pb和Zn所形成的离子和络合物提供合适pH范围，使其沉积，不返溶，进而提高膨润土对Pb和Zn的吸附量，同时其他金属离子在偏碱性条件下也容易沉淀，因此对其他重金属也能起到阻隔作用，与强碱NaOH相比，MgOH2具有缓释OH‑的能力，不会立即向环境中释放大量的OH‑，对环境造成冲击。

主权项：1.一种基于改性粘土中重金属Pb和Zn的阻隔材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，由正交实验得出最佳制备条件是MgOH2的添加量为膨润土的20％，γ-Al2O3和SDBS的添加量分别为MgOH2的添加量的5％和3％；步骤二，通过表征手段，对Mg-AlLHCB的合成机理进行了探讨，扫描电镜结果显示，MgOH2和γ-Al2O3的添加在表面活性剂辅助超声的作用下生成了Mg-Al胶凝性物质，使Mg-AlLHCB具有一定的胶凝性，增加了其粘结性，X射线衍射结果及孔容，孔径分析结果表明，Mg-AlLHCB的层间距变大较为明显，对比改性结果，孔容增加了大约2倍，孔径增加了约3倍，并且傅里叶红外及X衍射结果显示，Mg-AlLHCB显出现含Mg元素的特征峰，说明Mg-AlLHCB的阳离子交换能力有所增大；步骤三，通过批式吸附实验研究了水溶液中Mg-AlLHCB对PbZn的吸附性能，根据Langmuir模型表明，对于1：1型混合金属溶液，分别为194.13mgg和134.32mgg，对单一金属的固化能力优于混合金属离子溶液，此外；步骤四中，通过自由膨胀实验对比了膨润土改性前后的耐金属离子冲击能力，实验结果表明，金属离子浓度变化对Mg-AlLHCB的影响较小，对RB的影响很大，说Mg-AlLHCB耐高浓度金属离子冲击能力更强；步骤五中，通过土柱化学渗透实验研究了Mg-AlLHCB对PbZn的阻隔固化性能，渗出液不会酸化或者碱化周围的环境，对环境的影响小，Eh增加，表现为一定的氧化性，此外，在该实验条件下，渗流系数经过变化稳定后，逐渐减小，金属离子污染液的浓度愈大，渗透系数越大，当污染液为1000mgL时，渗透系数为2×10-10ms，经过100d的渗流，渗出液中未检测出PbZn离子，说明在该时间范围内土柱未被金属离子击穿，通过对土柱内各点试样金属离子总量分析，发现Zn离子的迁移能力强于Pb离子，在同一浓度条件下，迁移距离相差约3cm，运用BCR法分析了PbZn离子被Mg-AlLHCB阻隔固化后的形态，结果表明，经过Mg-AlLHCB处理后的PbZn元素，大部分是以残渣态存在，有较好的稳定性，并且运用生物有效性对PbZn离子被Mg-AlLHCB阻隔固化后潜在环境风险进行评估，结果表明，生物有效性均低于20％，对环境的影响较小，不易在土壤、水体环境中迁移；步骤六中，利用XPS分析了Mg-AlLHCB吸附PbZn离子前后能谱变化，通过循环伏安曲线研究，发现Mg-AlLHCB对PbZn离子的吸附是不可逆的，其生成物不易解吸，较为稳定；步骤七中，利用MgOH2和纳米Al2O3在表面活性剂SDBS作用下，以膨润土为载体，通过其胶凝性可负载于膨润土表面，或支撑于膨润土层间，增加膨润土的离子交换容量，和提高膨润土的空间容纳能力，以此提高改性膨润土材料对金属离子的防渗阻截性能；步骤八中，通过静态吸附实验系统研究Mg-AlLHCB对重金属离子的吸附效果，确定最佳吸附条件，并确定在实验条件下的吸附模型及其相应的吸附等温曲线，探讨吸附机理，利用动态实验，研究Pb2+和Zn2+在Mg-AlLHCB防渗层内的迁移能力、渗透规律和击穿年限预测；步骤九中，使用生物有效性评价土柱实验中PbZn被Mg-AlLHCB阻隔后对环境的潜在影响。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西南科技大学 一种基于改性粘土中重金属Pb和Zn的阻隔材料的制备工艺

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