一种去除污染土壤中铅的淋洗体系的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种去除污染土壤中铅的淋洗体系，其包含氯化胆碱/尿素离子液体和草酸；其制备方法包含以下步骤：先分别称取尿素和氯化胆碱，真空干燥后混匀，然后在100℃油浴中将其加热搅拌0.5h，得到无色黏稠液体，即为氯化胆碱/尿素离子液体，最后将草酸与氯化胆碱/尿素离子液体充分混匀，即可；其使用方法为：取污染土壤，加入去除污染土壤中铅的淋洗体系，采用混合振荡淋洗，即完成铅污染土壤修复。本发明的去除污染土壤中铅的淋洗体系具有低成本、环境友好、易于制备、高效等优势，通过低共熔离子液体与有机酸的协同作用提高淋洗效率，能够用于矿区土壤处置，应用前景好。
【专利说明】
一种去除污染土壤中铅的淋洗体系
技术领域
[0001] 本发明属于土壤污染修复领域，特别涉及一种去除污染土壤中铅的淋洗体系。
【背景技术】
[0002] 土壤重金属污染修复技术是目前关注的热点问题之一，重金属污染土壤修复技术 从原理看主要通过固化作用和活化作用，并相应发展出了物理修复、化学修复和植物修复 技术。化学修复技术包括化学固定、化学萃取、土壤淋洗技术等。土壤淋洗技术是目前报道 较多的土壤修复技术之一，具有修复效率高、见效快等、投资及消耗较少等优点，可用于处 理高、中水平的污染土壤。
[0003] 土壤淋洗修复技术的关键是寻找一种萃取溶解能力强、不破坏土壤性质、无二次 污染、经济、高效的淋洗体系。市面上的一些无机淋洗剂效果好、速度快、成本低。但无机淋 洗过程会改变土壤pH、破坏土壤理化性质，并且难以再生，还有大量淋出液需处理。螯合淋 洗剂可使重金属从土壤颗粒表面解吸并转化为可溶态，淋洗效果突出，常用的人工螯合剂 有EDTA、NTA、DTPA等。但人工螯合剂价格昂贵，且生物降解性较差，易在土壤中残留。近年 来，天然有机酸螯合淋洗剂发展迅速，研究表明天然有机酸，如柠檬酸、醋酸、草酸、苹果酸、 丙二酸可与重金属形成溶解性较高的金属配合物、螯合物或多元配合物，从而降低土壤颗 粒对重金属的吸附作用，对土壤中重金属具有良好的淋萃效果，具有较好生物降解性，对土 壤理化性影响小，无二次污染，具有广阔的应用前景。研究表明在淋萃体系中加入表面活性 剂，可增强有机配体在水中的溶解性，促进金属阳离子或配合物转移到液相。但合成表面活 性剂同样难降解，成本高。
[0004] 离子液体以其不易挥发、宽沸程、强的静电场、宽的电化学窗口、良好的导电与导 热性、高比热容与储能、高热稳定性、选择性溶解性能和可设计性等优点，在绿色化学和工 程化学中受到越来越多的关注，并被应用于有机合成、萃取分离、生物催化、纳米材料、电化 学等领域。大多数离子液体还存在价格昂贵、提纯和制备困难，具有腐蚀性等问题，限制了 离子液体的工业化应用。在冶金领域，离子液体被当做从硫化矿中浸取金，银，铜和碱金属 的浸出溶剂。并对许多难溶解金属化合物展现了特殊的溶解性能力。
[0005] 由某些固体有机分子和特定的离子型化合物按照一定比例混合，可得到室温下呈 液体状态的低共熔混合物，这类低共熔混合物同样具备典型离子液体的特点：蒸气压低，导 电性高，化学性质稳定，零饱和蒸气压，室温呈液态，室温高电导率等，这类由有机分子和离 子型化合物构成的体系被称之为低共熔离子液体，使用尿素、胆碱等低成本原料，可生物降 解，只需将尿素和氯化胆碱等两种原料混合加热到一定温度即可合成。由于制备原料成本 低廉、易于合成、易生物降解、无环境副作用，所以低共熔离子液体是一种更为绿色的离子 液体。已经在有机合成、分离工程、电化学等领域取得了一些研究进展。低共熔离子液体对 多种难溶解的金属及其他化合物，包括贵金属、金属氧化物、甚至难溶解的硫化物展现了良 好的溶解性能，具有了作为土壤重金属淋洗剂的潜力。但是，对于低共熔离子液体的研究还 处于初始阶段，对金属化合物溶解相关的研究还非常有限，作为土壤重金属萃取/淋洗剂的 研究更鲜见报道。因此，使用低共熔离子液体作为淋洗剂对去除污染土壤中的重金属很有 意义。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是在于提供一种去除污染土壤中铅的 淋洗体系，以去除污染土壤中的重金属铅，保证该体系的原料成本低廉、易于合成、易生物 降解、无环境副作用。
[0007] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
[0008] 一种去除污染土壤中铅的淋洗体系，包含氯化胆碱/尿素离子液体和草酸。
[0009] 进一步地，所述氯化胆碱/尿素离子液体的体积为1 ，优选3%。
[0010] 进一步地，所述草酸的浓度为0.0 lmol/L-0.4mol/L，优选0.2mol/L。
[0011] 进一步地，所述淋洗体系的制备方法包含以下步骤:先分别称取13g尿素和15g氯 化胆碱，使其摩尔比为2:1，并在80°C下真空干燥，24h后将干燥后的所述尿素和氯化胆碱混 匀，然后在100°C油浴中将其加热搅拌0.5h，得到无色黏稠液体，即为所述氯化胆碱/尿素离 子液体;将所述草酸与所述氯化胆碱/尿素离子液体充分混匀，保存于玻璃干燥器中即可。
[0012] 进一步地，所述淋洗体系的使用方法为:取污染土壤，加入所述去除污染土壤中铅 的淋洗体系，采用混合振荡淋洗，即完成铅污染土壤修复。
[0013]进一步地，本发明中采用的所述污染土壤中铅的浓度为1.891 X 103mg/kg。
[0014]进一步地，所述污染土壤与所述淋洗体系的液固比为5:1-20:1;优选10:1。
[0015]进一步地，所述混合振荡淋洗的时间为1 _6h，优选4h。
[0016] 本发明的去除污染土壤中铅的淋洗体系原料成本低廉、极易合成，且使用浓度低、 生物可降解性好，具有低成本、环境友好、易于制备、高效等优势，通过低共熔离子液体与有 机酸的协同作用提高了淋洗效率，能够用于矿区土壤处置，应用前景好。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
[0018] 实施例
[0019] 实施例1
[0020] 依次称取0.500g土样于一系列15mL离心管内，分别加入0.2mol/L草酸，再分别加 入占液体总体积1%、2%、3%、4%、5%的氯化胆碱/尿素离子液体。恒温振荡411，在400(^/ min离心20min，取上清液lml于25ml比色管，用1.5 % HN03定容备测，每组3个平行，不同体积 氯化胆碱/尿素离子液体对土壤中铅的去除效果见表1。
[0021]表1
[0023] 实施例2
[0024]依次称取0.50(^土样于一系列15!^离心管内，均加入3%的氯化胆碱/尿素离子液 体，再分别加入浓度为0.2mol/L的草酸，固定液固比5:1、7.5:1、10:1、12.5:1、15:1、20:1， 恒温振荡4h，在3500r/min离心15min，取上清液lml于25ml比色管，用1.5%HN03定容备测， 每组3个平行，不同液固比对土壤中铅的去除效果见表2。
[0025]表 2
[0027] 实施例3
[0028]依次称取0.50(^土样于一系列15!^离心管内，均加入3%的氯化胆碱/尿素离子液 体，再分别加入浓度为0.2mol/L的草酸9.7mL，固定液固比为20:1，分别恒温振荡lh、2h、3h、 3 ? 5h、4h、4 ? 5h、6h，在 4000r/min离心 20min，取上清液 lml于25ml比色管，用1 ? 5%HN〇3 定容 备测，每组3个平行，不同振荡时间对土壤中铅的去除效果见表3。
[0029]表3
[0031] 对照组
[0032] 依次称取0? 500g土样于一系列15mL离心管内，分别加入浓度为0.01、0? 03、0? 05、 0.10、0.15、0.20、0.40mol/L的草酸 10mL。恒温振荡4h，在4000r/min离心20min，取上清液 lml于25ml比色管，用1.5%HN03定容备测，每组3个平行，不同浓度草酸对土壤中铅的去除 率见表4。
[0033]表 4
[0035] 通过上述数据可以看出，采用本发明将草酸和氯化胆碱/尿素离子液体加入污染 土壤中，混合振荡淋洗，污染土壤中的铅的去除率可达到70.1 %，较对照组单独使用草酸时 提高了 20.3%，且修复效果好、处理时间短、所需淋洗体系的量较少，对土壤破坏小。
[0036] 以上所述，仅是本发明的较佳案例，并不对本发明做出任何限制，凡是针对本发明 技术内容对以上实施案例所做的任何简单修改、变更、模仿均属于本发明技术方案的保护 范围。
【主权项】
1. 一种去除污染土壤中铅的淋洗体系，包含氯化胆碱/尿素离子液体和草酸。2. 根据权利要求1所述的去除污染土壤中铅的淋洗体系，其特征在于，所述氯化胆碱/ 尿素离子液体的体积为1 %-5%，优选3%。3. 根据权利要求1所述的去除污染土壤中铅的淋洗体系，其特征在于，所述草酸的浓度 为O · Olmol/L-O · 4mol/L，优选 O · 2mol/L。4. 根据权利要求1所述的去除污染土壤中铅的淋洗体系，其特征在于，所述淋洗体系的 制备方法包含以下步骤:先分别称取13g尿素和15g氯化胆碱，并在80°C下真空干燥，24h后 将干燥后的所述尿素和氯化胆碱混匀，然后在l〇〇°C油浴中将其加热搅拌0.5h，得到无色黏 稠液体，即为所述氯化胆碱/尿素离子液体;将所述草酸与所述氯化胆碱/尿素离子液体充 分混匀，保存于玻璃干燥器中即可。5. 根据权利要求1所述的去除污染土壤中铅的淋洗体系，其特征在于，所述淋洗体系的 使用方法为:取污染土壤，加入所述去除污染土壤中铅的淋洗体系，采用混合振荡淋洗，即 完成铅污染土壤修复。6. 根据权利要求5所述的淋洗体系的使用方法，其特征在于，所述污染土壤中铅的浓度 为1.891 X 103mg/kg。7. 根据权利要求5所述的淋洗体系的使用方法，其特征在于，所述污染土壤与所述淋洗 体系的液固比为5:1-20:1;优选10:1。8. 根据权利要求5所述的淋洗体系的使用方法，其特征在于，所述混合振荡淋洗的时间 为l-6h，优选4h。
【文档编号】B09C1/02GK105880274SQ201610327397
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】高云涛, 高金婷, 熊华斌, 李晓芬, 郑琰, 魏薇
【申请人】云南民族大学