一種蔗渣復(fù)合土壤改良劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蔗渣復(fù)合土壤改良劑的制備方法,本發(fā)明以甘蔗制糖的主要副產(chǎn)物蔗渣為原料，通過接枝共聚法與淀粉、高嶺土結(jié)合，制備具有對重金屬高吸附能力的土壤修復(fù)劑。蔗渣中含有大量的纖維素，利用蔗渣制備土壤修復(fù)劑不僅具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也具有顯著的環(huán)保意義。本發(fā)明利用制糖工業(yè)主要副產(chǎn)品蔗渣及天然產(chǎn)物淀粉、高嶺土為原料，工藝路線合理，產(chǎn)品性能可靠，制備所得復(fù)合材料具有對重金屬高吸附性的土壤修復(fù)能力，此法具有能提高糖廠副產(chǎn)物的綜合利用、無二次環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。利用該法制備所得土壤修復(fù)劑可有效吸收土壤中的重金屬元素，對鎘吸附率達(dá)到45％以上；銅吸附率達(dá)到52％以上。
【專利說明】一種蔗渣復(fù)合土壤改良劑的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種蔗渣復(fù)合土壤改良劑的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)保部和國土資源部2014年4月17日聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》 指出，我國耕地土壤點(diǎn)位污染物超標(biāo)率為19. 4%，主要污染物類型以無機(jī)型為主，有機(jī)型次 之，復(fù)合型污染比重較小，無機(jī)污染物超標(biāo)點(diǎn)位數(shù)占全部超標(biāo)點(diǎn)位的82. 8 %。從污染物超標(biāo) 情況看，鎘、砷、銅等無機(jī)污染物點(diǎn)位超標(biāo)率分別為7. 0%、2. 7%、2. 1%。
[0003] 與水體和大氣污染相比，土壤污染具有隱蔽性、滯后性和難可逆性。由于重金屬難 以降解，導(dǎo)致重金屬對土壤的污染基本上是一個(gè)不可完全逆轉(zhuǎn)的過程。土壤污染一旦發(fā)生， 僅僅依靠切斷污染源的方法很難恢復(fù)?？傮w來說，治理土壤污染的成本高、周期長、難度大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明以甘蔗制糖的主要副產(chǎn)物蔗渣為原料，通過接枝共聚法與淀粉、高嶺土結(jié) 合，制備具有對重金屬高吸附能力的土壤修復(fù)劑。蔗渣中含有大量的纖維素，利用蔗渣制備 土壤修復(fù)劑不僅具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也具有顯著的環(huán)保意義，并為蔗渣的綜合利用提供了新的 思路。
[0005] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
[0006] 本發(fā)明的蔗渣復(fù)合土壤改良劑的制備方法的具體步驟如下：
[0007] (1)首先將蔗渣過100目篩，然后往過篩后的蔗渣中加入氫氧化鈉溶液，然后在 120°C下蒸煮lh，再用蒸餾水洗至中性，再在105°C下烘干，冷卻至室溫備用；
[0008] (2)稱取步驟（1)處理后的蔗渣和淀粉，蔗渣和淀粉的重量比為1-5:1，然后 混合均勻，再加入丙烯酸，丙烯酸與蔗渣的重量比為7-15:1，再加入氫氧化鈉至中和度 60-70%，再加入過硫酸銨、N，N' -亞甲基雙丙烯酰胺、高嶺土和蒸餾水，過硫酸銨加入量是 丙烯酸重量的1-2%，N, Ν' -亞甲基雙丙烯酰胺加入量是丙烯酸重量的0. 10-0. 40%，高嶺 土加入量是丙烯酸重量的4-8 %，蒸餾水與丙烯酸體積重量比為30-50 :llml/g，然后放入 65°C恒溫水浴中，攪拌2. 5h ;
[0009] (3)將步驟（2)得到的產(chǎn)物依次用蒸餾水、乙醇洗滌三次，再用丙酮經(jīng)索氏抽提純 化24h，烘干至恒重，制得本發(fā)明的土壤改良劑。
[0010] 步驟（1)中，氫氧化鈉溶液的濃度為4mol/L，氫氧化鈉溶液與蔗渣的體積重量比 為 100:3ml/g。
[0011] 步驟⑵中，蔗渣和淀粉的重量比優(yōu)選為3:1。
[0012] 步驟⑵中，丙烯酸與蔗渣的重量比優(yōu)選為11 :1。
[0013] 步驟（2)中，優(yōu)選加入氫氧化鈉至中和度65%。
[0014] 步驟⑵中，優(yōu)選過硫酸銨加入量是丙烯酸重量的1. 5%，Ν，Ν' -亞甲基雙丙烯酰 胺加入量是丙烯酸重量的〇. 25%，高嶺土加入量是丙烯酸重量的6%，蒸餾水與丙烯酸體 積重量比為40: llml/g。
[0015] 本發(fā)明提出以蔗渣、淀粉、高嶺土為主要原料，過硫酸銨為引發(fā)劑，N，N-亞甲基雙 丙烯酰胺為交聯(lián)劑，采用溶液接枝聚合的方法合成對重金屬高吸附性的土壤修復(fù)劑。制備 工藝路線合理，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，能有效提高糖廠副產(chǎn)物的綜合利用、無二次環(huán)境污染問題等 優(yōu)點(diǎn)。
[0016] 本發(fā)明的積極效果如下：
[0017] 本發(fā)明利用制糖工業(yè)主要副產(chǎn)品蔗渣及天然產(chǎn)物淀粉、高嶺土為原料，工藝路線 合理，產(chǎn)品性能可靠，制備所得復(fù)合材料具有對重金屬高吸附性的土壤修復(fù)能力，此法具有 能提1?糖廠副廣物的綜合利用、無 -次環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。
[0018] 利用該法制備所得土壤修復(fù)劑可有效吸收土壤中的重金屬元素，對鎘吸附率達(dá)到 45%以上；銅吸附率達(dá)到52%以上。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面的實(shí)施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0020] 實(shí)施例1
[0021] (1)首先將蔗渣過100目篩，然后往過篩后的蔗渣中加入氫氧化鈉溶液，然后在 120°c下蒸煮lh，再用蒸餾水洗至中性，再在105°C下烘干，冷卻至室溫備用；
[0022] (2)稱取步驟（1)處理后的蔗渣和淀粉，蔗渣和淀粉的重量比為1:1，然后混合均 勻，再加入丙烯酸，丙烯酸與蔗渣的重量比為7 :1，再加入氫氧化鈉至中和度60%，再加入 過硫酸銨、Ν，Ν' -亞甲基雙丙烯酰胺、高嶺土和蒸餾水，過硫酸銨加入量是丙烯酸重量的 1%，Ν, Ν' -亞甲基雙丙烯酰胺加入量是丙烯酸重量的0. 10%，高嶺土加入量是丙烯酸重量 的4%，蒸餾水與丙烯酸體積重量比為30:llml/g，然后放入65°C恒溫水浴中，攪拌2. 5h ;
[0023] (3)將步驟（2)得到的產(chǎn)物依次用蒸餾水、乙醇洗滌三次，再用丙酮經(jīng)索氏抽提純 化24h，烘干至恒重，制得本發(fā)明的土壤改良劑。
[0024] 步驟（1)中，氫氧化鈉溶液的濃度為4mol/L，氫氧化鈉溶液與蔗渣的體積重量比 為 100:3ml/g。
[0025] 實(shí)施例2
[0026] (1)首先將蔗渣過100目篩，然后往過篩后的蔗渣中加入氫氧化鈉溶液，然后在 120°C下蒸煮lh，再用蒸餾水洗至中性，再在105°C下烘干，冷卻至室溫備用；
[0027] (2)稱取步驟（1)處理后的蔗渣和淀粉，蔗渣和淀粉的重量比為5:1，然后混合均 勻，再加入丙烯酸，丙烯酸與蔗渣的重量比為15 :1，再加入氫氧化鈉至中和度70%，再加入 過硫酸銨、N，N' -亞甲基雙丙烯酰胺、高嶺土和蒸餾水，過硫酸銨加入量是丙烯酸重量的 2 %，N, Ν' -亞甲基雙丙烯酰胺加入量是丙烯酸重量的0. 40 %，高嶺土加入量是丙烯酸重量 的8%，蒸餾水與丙烯酸體積重量比為50:llml/g，然后放入65°C恒溫水浴中，攪拌2. 5h ;
[0028] (3)將步驟（2)得到的產(chǎn)物依次用蒸餾水、乙醇洗滌三次，再用丙酮經(jīng)索氏抽提純 化24h，烘干至恒重，制得本發(fā)明的土壤改良劑。
[0029] 步驟（1)中，氫氧化鈉溶液的濃度為4mol/L，氫氧化鈉溶液與蔗渣的體積重量比 為 100:3ml/g。
[0030] 實(shí)施例3
[0031] (1)首先將蔗渣過100目篩，然后往過篩后的蔗渣中加入氫氧化鈉溶液，然后在 120°c下蒸煮lh，再用蒸餾水洗至中性，再在105°C下烘干，冷卻至室溫備用；
[0032] (2)稱取步驟（1)處理后的蔗渣和淀粉，蔗渣和淀粉的重量比為3:1，然后混合均 勻，再加入丙烯酸，丙烯酸與蔗渣的重量比為11 :1，再加入氫氧化鈉至中和度65%，再加 入過硫酸銨、Ν，Ν' -亞甲基雙丙烯酰胺、高嶺土和蒸餾水，過硫酸銨加入量是丙烯酸重量 的1.5%，Ν，Ν' -亞甲基雙丙烯酰胺加入量是丙烯酸重量的0.25%，高嶺土加入量是丙烯 酸重量的6%，蒸餾水與丙烯酸體積重量比為40: llml/g，然后放入65°C恒溫水浴中，攪拌 2. 5h ；
[0033] (3)將步驟（2)得到的產(chǎn)物依次用蒸餾水、乙醇洗滌三次，再用丙酮經(jīng)索氏抽提純 化24h，烘干至恒重，制得本發(fā)明的土壤改良劑。
[0034] 步驟（1)中，氫氧化鈉溶液的濃度為4mol/L，氫氧化鈉溶液與蔗渣的體積重量比 為 100:3ml/g。
[0035] 實(shí)施例4
[0036] 本發(fā)明的土壤改良劑的性能
[0037] 利用該法實(shí)施例1-3制備所得土壤修復(fù)劑進(jìn)行土壤修復(fù)試驗(yàn)，具體試驗(yàn)方法如 下：
[0038] 鎘的測定方法：參照GB/T 17141-1997 土壤質(zhì)量鉛、鎘的測定石墨爐原子吸收分 光光度法。
[0039] 銅的測定方法：參照GB/T 17138-1997 土壤質(zhì)量銅、鋅的測定火焰原子吸收分光 光度法。
[0040] 土壤修復(fù)實(shí)驗(yàn)如下：
[0041] 按 GB/T 17141-1997、GB/T 17138-1997 測土壤中鎘、銅的含量。
[0042] 稱取100. Og 土壤放入相同表面積的器皿中，分別稱取0. Ig的蔗渣復(fù)合土壤改良 劑放入100目濾袋，加入20mL的蒸餾水，將濾袋平鋪在土壤中，將培養(yǎng)皿放置在30°C的干燥 箱中干燥至恒重。按GB/T 17141-1997、GB/T 17138-1997測土壤中鎘、銅的含量，計(jì)算得到 鎘、銅吸附率。
[0043] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示：
[0044] 表 1
[0045]

【權(quán)利要求】
1. 一種蔗渣復(fù)合土壤改良劑的制備方法，其特征在于：所述方法的具體步驟如下： (1) 首先將蔗渣過100目篩，然后往過篩后的蔗渣中加入氫氧化鈉溶液，然后在120°c 下蒸煮〇. 5h，再用蒸餾水洗至中性，再在105°C下烘干，冷卻至室溫備用； (2) 稱取步驟（1)處理后的蔗渣和淀粉，蔗渣和淀粉的重量比為1-5:1，然后混合均勻， 再加入丙烯酸，丙烯酸與蔗渣的重量比為7-15 :1，再加入氫氧化鈉至中和度60-70%，再加 入過硫酸銨、N，N' -亞甲基雙丙烯酰胺、高嶺土和蒸餾水，過硫酸銨加入量是丙烯酸重量的 1-2%，N，N' -亞甲基雙丙烯酰胺加入量是丙烯酸重量的0. 10-0. 40%，高嶺土加入量是丙 烯酸重量的4-8%，蒸餾水與丙烯酸體積重量比為30-50:llml/g，然后放入65°C恒溫水浴 中，攪拌2. 5h ; (3) 將步驟（2)得到的產(chǎn)物依次用蒸餾水、乙醇洗滌三次，再用丙酮經(jīng)索氏抽提純化 24h，烘干至恒重，制得本發(fā)明的土壤改良劑。
2. 如權(quán)利要求1所述的土壤改良劑的制備方法，其特征在于：步驟⑴中，氫氧化鈉 溶液的濃度為4mol/L，氫氧化鈉溶液與蔗渣的體積重量比為100:3ml/g。
3. 如權(quán)利要求1所述的土壤改良劑的制備方法，其特征在于：步驟⑵中，蔗渣和淀 粉的重量比為3:1。
4. 如權(quán)利要求1所述的土壤改良劑的制備方法，其特征在于：步驟（2)中，丙烯酸與 蔗渣的重量比為11 :1。
5. 如權(quán)利要求1所述的土壤改良劑的制備方法，其特征在于：步驟⑵中，加入氫氧 化鈉至中和度65%。
6. 如權(quán)利要求1所述的土壤改良劑的制備方法，其特征在于：步驟（2)中，過硫酸銨 加入量是丙烯酸重量的1. 5%，N，N'_亞甲基雙丙烯酰胺加入量是丙烯酸重量的0. 25%，高 嶺土加入量是丙烯酸重量的6%，蒸餾水與丙烯酸體積重量比為40: llml/g。
【文檔編號】C09K17/40GK104388096SQ201410497157
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】陸登俊, 馬步, 李凱, 梁欣泉, 黃琳娟, 陸海勤, 李堅(jiān)斌, 劉桂云 申請人:廣西大學(xué)