一种修复乙草胺污染农田土壤的藤蔓复合材料的制备方法
【专利说明】一种修复乙草胺污染农田土壤的藤蔓复合材料的制备方法
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技术领域
[0002]本发明属于土壤修复材料技术领域，具体涉及一种修复乙草胺污染农田土壤的藤蔓复合材料的制备方法。
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【背景技术】
[0004]土壤是农药在环境中的“贮藏库”与“集散地”，施入农田的农药大部分残留于土壤环境介质中。研究表明，使用的农药，80% — 90%的量将最终进人土壤。农药对土壤的污染，与使用农药的基本理化性质、施药地区的自然环境条件以及农药使用的历史等密切相关。不同农药，由于其基本理化特性的不同，其在土壤中的降解速率也不一样，从而决定了其在土壤中的残留时间也不一样。一般而言，农药在土壤中的降解速率越慢，残留期就越长，就越容易导致对土壤的污染；用药地区的自然环境条件如土壤性质(土壤质地、土壤有机质含量等)，土壤环境中的微生物种类、数量等，气候条件中的光照、降水等以及农业耕作、栽培等众多因素都影响着农药在土壤中的残留；另外农药使用历史决定了某一地区土壤受农药污染的类型与程度。
[0005]除草剂(herbicide)是指可使杂草彻底地或选择地发生枯死的药剂，又称除莠剂，用以消灭或抑制植物生长的一类物质。其中的氯酸钠、硼砂、砒酸盐、三氯醋酸对于任何种类的植物都有枯死的作用，其作用受除草剂、植物和环境条件三因素的影响。按作用分为灭生性和选择性除草剂，选择性除草剂特别是硝基苯酚、氯苯酚、氨基甲酸的衍生物多数都有效。世界除草剂发展渐趋平稳，主要发展高效、低毒、广谱、低用量的品种，对环境污染小的一次性处理剂逐渐成为主流。乙草胺是一种广泛应用的除草剂。由美国孟山都公司于1971年开发成功，是目前世界上最重要的除草剂品种之一，也是目前我国使用量最大的除草剂之一。考虑到暴露在乙草胺每日摄取容许量以上对人体的潜在危害，以及地表水中乙草胺代谢物对人体的危害，现在还不能排除基因毒性的存在，欧盟委员会决定不予除草剂乙草胺再登记，已下令欧盟成员国在2012年7月23日取消其登记。
[0006]沸石是火山熔岩形成的一种架状结构的铝硅酸盐矿物。已知的沸石有五十多种，应用于养殖业的天然沸石主要的是斜发沸石和丝光沸石。它含有水产动物生长发育所需的全部常量元素和大部分微量元素。这些元素都以离子状态存在，能被水产动物所利用。此外沸石还具有独特的吸附性、催化性、离子交换性，离子的选择性、耐酸性、热稳定性、多成份性及很高的生物活性和抗毒性等。
[0007]本发明的创造性在于:(1)藤蔓复合材料是一种新型复合材料，有望成为废弃物资源化利用的典范；(2)用氰基甲磺酸乙酯将改性沸石粉固定至藤蔓中，制备藤蔓复合材料的工艺未见文献报道；(3)无论与沸石粉相比，还是藤蔓相比，复合材料的物理形态、成分结构、催化活性等性能均具备突出的实质性特点和显著的进步。
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【发明内容】
[0009]本发明属于土壤修复材料领域，涉及一种修复乙草胺污染农田土壤的藤蔓复合材料的制备方法。本发明提出的制备方法是将改性沸石粉复合到氨化藤蔓的孔道中，具体工艺包括藤蔓洗净、氨化、沸石粉改性以及复合材料制备等。本发明制备的藤蔓复合材料具有以下优点:(1)用环氧树脂将沸石粉固定至藤蔓中，既能发挥藤蔓密度轻、比表面积大的特性，又能利用了改性沸石粉对乙草胺降解催化力强的优点；(2)与沸石粉粉体相比，复合材料避免了沸石粉粉体团聚结块、催化力降低的问题，又能避免沸石粉催化剂难以回收，引发土壤肥力下降的问题；(3)拓展了藤蔓的功能，提高了藤蔓的经济价值。本发明制备的藤蔓材料将土壤中的乙草胺含量降低90%以上，可用于农药污染农田的修复，市场前景广阔。
[0010]本发明提出的藤蔓复合材料的制备方法，其特征在于:
1)清洁藤蔓:将藤蔓漂洗、烘干；其中藤蔓为地瓜藤、南瓜藤、丝瓜藤、花生藤之一种；
2)藤蔓氨化:将清洁后的藤蔓置于氨化溶液中，于30°C放置40分钟，漂洗、烘干；其中氨化溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为:氨水浓度5~10g/L，乙二胺浓度5~10g/L，尿素浓度5~10g/L，醋酸铵浓度5~10g/L ;
3)沸石粉改性:将沸石粉置于甲磺酸/聚乙二醇4000混合水溶液中，搅拌I小时，过滤，于100°C干燥I小时，冷却，用去离子水洗涤，干燥，得改性的沸石粉；其中沸石粉与甲磺酸/聚乙二醇4000混合水溶液的料/液比为1/5~1/10 g/ mL ;其中甲磺酸/聚乙二醇4000混合水溶液中甲磺酸的质量浓度为5~10%，聚乙二醇4000的质量浓度为5~10% ;
4)复合材料制备:将环氧树脂溶于丁酮中，依次加入氨化藤蔓及改性沸石粉，搅拌2小时，将混合物置于模具中，于50~100°C干燥5小时，得藤蔓复合材料；其中各种物料的重量比为:氨化藤蔓/改性沸石粉/环氧树脂/ 丁酮=3/1/2/4。
[0011]将复合材料与乙草胺含量为5%的农田土壤混合，添加适量的水，在模拟太阳光下照射6小时，静置，测试土壤中乙草胺的含量，计算乙草胺去除率。
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【具体实施方式】
[0013]下面通过实施例进一步描述本发明实施例1
将地瓜藤蔓用自来水洗净，烘干。
[0014]将氨水、乙二胺、尿素、醋酸铵溶于去离子水中，氨水浓度为5g/L，乙二胺浓度为5g/L，尿素浓度为5g/L，醋酸铵浓度为5g/L，得氨化溶液。
[0015]将50g洗净的藤蔓置于500mL氨化溶液中，于30°C放置40分钟，漂洗、烘干，得氨化的藤蔓。
[0016]将甲磺酸、聚乙二醇4000溶于去离子水中，甲磺酸的质量浓度为5%，聚乙二醇4000的质量浓度为5%，得甲磺酸/聚乙二醇4000混合水溶液。
[0017]将10g沸石粉置于500mL甲磺酸/聚乙二醇4000混合水溶液中，搅拌I小时，过滤，于100°C干燥I小时，冷却，用去离子水洗涤，干燥，得改性的沸石粉。
[0018]将20g环氧树脂溶于40g 丁酮中，依次加入30g氨化藤蔓及1g改性沸石粉，搅拌2小时，将混合物置于模具中，于30°C干燥5小时